stringtranslate.com

N-бромсукцинимид

N -Бромсукцинимид или NBS — химический реагент, используемый в реакциях радикального замещения , электрофильного присоединения и электрофильного замещения в органической химии . NBS может быть удобным источником Br • , радикала брома .

Подготовка

NBS коммерчески доступен. Его также можно синтезировать в лаборатории. Для этого к водно-ледяному раствору сукцинимида добавляют гидроксид натрия и бром . Продукт NBS выпадает в осадок и может быть собран фильтрованием. [1]

Сырой NBS дает лучший выход в реакции Воля-Циглера . В других случаях нечистый NBS (слегка желтого цвета) может дать ненадежные результаты. Его можно очистить перекристаллизацией из воды с температурой 90–95 °C (10 г NBS на 100 мл воды). [2]

Реакции

Присоединение к алкенам

NBS будет реагировать с алкенами 1 в водных растворителях с образованием бромгидринов 2 . Предпочтительными условиями являются порции добавления NBS к раствору алкена в 50% водном ДМСО , ДМЭ , ТГФ или трет -бутаноле при 0°С. [3] Образование иона бромония и немедленная атака водой дают сильное присоединение по Марковникову и антистереохимическую селективность. [4]

Образование бромгидрина

Побочные реакции включают образование α-бромкетонов и дибромсоединений. Их можно свести к минимуму за счет использования свежеперекристаллизованного NBS .

При добавлении нуклеофилов вместо воды можно синтезировать различные бифункциональные алканы. [5]

Бромфторирование циклогексена

Аллильное и бензильное бромирование

Стандартные условия использования NBS при аллильном и/или бензильном бромировании включают кипячение раствора NBS в безводном CCl 4 с радикальным инициатором — обычно азобисизобутиронитрилом ( AIBN ) или пероксидом бензоила , облучение или то и другое для осуществления радикального инициирования . [6] [7] Промежуточные аллильные и бензильные радикалы, образующиеся в ходе этой реакции, более стабильны, чем другие углеродные радикалы, а основными продуктами являются аллильные и бензилбромиды. Эту реакцию еще называют реакцией Воля-Циглера . [8] [9]

Аллильное бромирование 2-гептена

Четыреххлористый углерод должен поддерживаться безводным на протяжении всей реакции, поскольку присутствие воды , вероятно, может гидролизовать желаемый продукт. [10] Карбонат бария часто добавляют для поддержания безводных и бескислотных условий.

В приведенной выше реакции, хотя возможна смесь изомерных продуктов аллилбромида, образуется только один из них из-за большей стабильности радикала в 4-м положении по сравнению с метилцентрированным радикалом.

Бромирование карбонильных производных

NBS может α-бромировать карбонильные производные либо радикальным путем (как указано выше), либо посредством кислотного катализа. Например, гексаноилхлорид 1 можно бромировать в альфа-положении NBS с использованием кислотного катализа. [11]

янтарная кислота

Реакция енолятов , эфиров енолов или ацетатов енолов с NBS является предпочтительным методом α-бромирования, поскольку она дает высокий выход и имеет мало побочных продуктов. [12] [13]

Бромирование ароматических производных

Богатые электронами ароматические соединения, такие как фенолы , анилины и различные ароматические гетероциклы , [14] можно бромировать с помощью NBS. [15] [16] Использование ДМФ в качестве растворителя обеспечивает высокий уровень параселективности. [17]

Перегруппировка Гофмана

NBS в присутствии сильного основания, такого как DBU , реагирует с первичными амидами с образованием карбамата посредством перегруппировки Гофмана . [18]

Перегруппировка Гофмана с использованием NBS

Селективное окисление спиртов

NBS редко, но может окислять спирты. Э. Дж. Кори и др. обнаружили, что можно избирательно окислять вторичные спирты в присутствии первичных спиртов, используя NBS в водном диметоксиэтане (ДМЭ). [19]

Селективное окисление спиртов с использованием NBS.

Окислительное декарбоксилирование α-аминокислот

NBS электрофильно бромирует амин, после чего следует декарбоксилирование и высвобождение имина. Дальнейший гидролиз даст альдегид и аммиак. [20] [21] (ср. неокислительное PLP-зависимое декарбоксилирование)

Меры предосторожности

Хотя обращаться с NBS проще и безопаснее, чем с бромом, следует принять меры предосторожности, чтобы избежать вдыхания. НБС следует хранить в холодильнике. NBS со временем разлагается с выделением брома. Чистый NBS имеет белый цвет, но часто бывает грязно-белого или коричневого цвета из-за брома.

Как правило, реакции с участием NBS являются экзотермическими. Поэтому при использовании в больших масштабах следует принимать дополнительные меры предосторожности.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Зиглер, К.; Шпет, А. (1942). «Die Halogenierung ungesättigter Substanzen in der Allylstellungs». Анна. хим. 551 (1): 80–119. дои : 10.1002/jlac.19425510103.
  2. ^ Добен, HJ младший; Маккой, LL (1959). « Н -бромсукцинимид. I. Аллиловое бромирование, общий обзор переменных реакции». Варенье. хим. Соц. 81 (18): 4863–4873. дои : 10.1021/ja01527a027.
  3. ^ Ханзлик, Р.П. «Селективное эпоксидирование концевых двойных связей». Органические синтезы; Сборник томов , т. 6, с. 560.
  4. ^ Бегер, Дж. (1991). «Подготовительные аспекты электрофильных трехкомпонентных реакций с алкенами». Ж. Практ. хим. 333 (5): 677–698. дои : 10.1002/prac.19913330502.
  5. ^ Хауфе, Г.; Альверн, Г.; Лоран, А.; Эрнет, Т.; Годж, О.; Крегер, С.; Саттлер, А. (2004). «Бромфторирование алкенов». Органические синтезы; Сборник томов , т. 10, с. 128.
  6. ^ Джерасси, Карл (1948). «Бромирование N- бромсукцинимидом и родственными соединениями. Реакция Воля-Циглера». хим. Откр. 43 (2): 271–317. дои : 10.1021/cr60135a004. ПМИД  18887958.
  7. ^ Гринвуд, Флорида; Келлерт, доктор медицины; Седлак, Дж. (1958). «4-Бром-2-гептен». Органические синтезы . 38 :8. дои :10.15227/orgsyn.038.0008.
  8. ^ Воль, А. (1919). «Bromierung ungesättigter Verbindungen mit N-Brom-acetamid, ein Beitrag zur Lehre vom Verlauf chemischer Vorgänge» [Бромирование непредельных соединений N -бромацетамидом, вклад в теорию течения химических процессов]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (серии A и B) . 52 : 51–63. дои : 10.1002/cber.19190520109.
  9. ^ Зиглер, К.; Шенк, Г.; Кроков, EW; Зиберт, А.; Венц, А.; Вебер, Х. (1942). «Die Synthese des Cantharidins» [Синтез кантаридина]. «Анналы химии» Юстуса Либиха . 551 : 1–79. дои : 10.1002/jlac.19425510102.
  10. ^ Бинкли, RW; Гоуи, Г.С.; Джонстон, Дж. (1984). «Региоселективное раскрытие кольца выбранных бензилиденацеталей. Фотохимически инициируемая реакция частичного снятия защиты с углеводов». Дж. Орг. хим. 49 (6): 992. doi :10.1021/jo00180a008.
  11. ^ Харпп, Д.Н.; Бао, LQ; Койл, К.; Глисон, Дж. Г.; Горович, С. (1988). «2-Бромгексаноилхлорид». Органические синтезы; Сборник томов , т. 6, с. 190.
  12. ^ Стоттер, Польша; Хилл, Калифорния (1973). «α-Галогенкарбонильные соединения. II. Позиционно-специфическое получение α-бромкетонов бромированием енолятов лития. Позиционно-специфическое введение α,β-ненасыщенности в несимметричные кетоны». Дж. Орг. хим. 38 (14): 2576. doi :10.1021/jo00954a045.
  13. ^ Лихтенталер, ФР (1992). «Различные гликозильные доноры с кетоновой или оксимной функцией рядом с аномерным центром: простое приготовление и оценка их селективности при гликозидировании». Синтез . 1992 : 179–84. дои : 10.1055/с-1992-34167.
  14. ^ Амат, М.; Хадида, С.; Сатьянараяна, С.; Боск, Дж. (1998). «Региоселективный синтез 3-замещенных индолов». Органические синтезы; Сборник томов , т. 9, с. 417.
  15. ^ Гилоу, HW; Бертон, Делавэр (1981). «Бромирование и хлорирование пиррола и некоторых реакционноспособных 1-замещенных пирролов». Дж. Орг. хим. 46 (11): 2221. doi :10.1021/jo00324a005.
  16. ^ Браун, WD; Гуляев А.Х. (2005). «Синтез 5-бромизохинолина и 5-бром-8-нитроизохинолина». Органические синтезы . 81 : 98.
  17. ^ Митчелл, Р.Х.; Лай, Ю.Х.; Уильямс, Р.В. (1979). « N -Бромсукцинимид-диметилформамид: мягкий, селективный реагент ядерного монобромирования для реакционноспособных ароматических соединений». Дж. Орг. хим. 44 (25): 4733. doi :10.1021/jo00393a066.
  18. ^ Кейллор, JW; Хуанг, X. (2004). «Образование метилкарбамата посредством модифицированных реакций перегруппировки Гофмана». Органические синтезы; Сборник томов , т. 10, с. 549.
  19. ^ Кори, Э.Дж .; Исигуро, М (1979). «Полный синтез (±)-2-изоцианопупукеанана». Тетраэдр Летт. 20 (30): 2745–2748. дои : 10.1016/S0040-4039(01)86404-2.
  20. ^ Рамачандран, MS; Ишварамурти, Д.; Раджасингх, В.; Вивеканандам, Т.С. (1 января 1990 г.). «Окислительное декарбоксилирование α-аминокислот в водной щелочной среде, стимулируемое N-хлорсукцинимидом». Бюллетень Химического общества Японии . 63 (8): 2397–2403. дои : 10.1246/bcsj.63.2397 .
  21. ^ Сун, Сюэчжэн; Джу, Хун; Чжао, Чунмей; Ласанаджак, Йи (15 октября 2014 г.). «Новая стратегия по высвобождению и маркировке N-гликанов для функциональной гликомики». Биоконъюгатная химия . 25 (10): 1881–1887. дои : 10.1021/bc500366v. ISSN  1043-1802. ПМК 4197647 . ПМИД  25222505. 

Внешние ссылки