stringtranslate.com

N-Бромсукцинимид

N -Бромсукцинимид или NBS — это 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 имеется в продаже. Его также можно синтезировать в лаборатории. Для этого гидроксид натрия и бром добавляют к раствору сукцинимида в ледяной воде . Продукт NBS выпадает в осадок и может быть собран путем фильтрации. [1]

Неочищенный NBS дает лучший выход в реакции Воля-Циглера . В других случаях нечистый NBS (слегка желтоватый) может давать 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 порционное добавление NBS к раствору алкена в 50% водном ДМСО , ДМЭ , ТГФ или трет -бутаноле при 0 °C. [3] Образование иона бромония и немедленная атака водой дает сильную селективность присоединения Марковникова и антистереохимическую селективность. [4]

Образование бромгидрина

Побочные реакции включают образование α-бромкетонов и дибромсоединений. Их можно минимизировать, используя свежеперекристаллизованный NBS .

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

Бромфторирование циклогексена

Аллильное и бензильное бромирование

Стандартные условия использования NBS в аллильном и/или бензильном бромировании включают кипячение раствора NBS в безводном CCl 4 с радикальным инициатором — обычно азобисизобутиронитрилом ( AIBN ) или бензоилпероксидом , облучение или оба для осуществления радикального инициирования . [6] [7] Аллильные и бензильные радикальные промежуточные продукты, образующиеся в ходе этой реакции, более стабильны, чем другие углеродные радикалы, и основными продуктами являются аллильные и бензильные бромиды. Это также называется реакцией Воля-Циглера . [8] [9]

Аллильное бромирование 2-гептена

Четыреххлористый углерод должен оставаться безводным на протяжении всей реакции, так как присутствие воды может привести к гидролизу желаемого продукта. [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 радикалом с метильным центром.

Бромирование карбонильных производных

NBS может α-бромировать карбонильные производные либо через радикальный путь (как указано выше), либо через кислотный катализ. Например, гексаноилхлорид 1 может быть бромирован в альфа-положении с помощью NBS с использованием кислотного катализа. [11]

янтарная кислота

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

Бромирование ароматических производных

Ароматические соединения, богатые электронами , такие как фенолы , анилины и различные ароматические гетероциклы , [14] можно бромировать с использованием NBS. [15] [16] Использование ДМФА в качестве растворителя дает высокий уровень параселективности. [17]

перегруппировка Гофмана

NBS в присутствии сильного основания, такого как DBU , реагирует с первичными амидами , образуя карбамат посредством перегруппировки Хофмана . [18]

Перегруппировка Хофмана с использованием NBS

Селективное окисление спиртов

Это необычно, но возможно, что NBS окисляет спирты. EJ Corey и др. обнаружили, что можно селективно окислять вторичные спирты в присутствии первичных спиртов, используя NBS в водном диметоксиэтане (DME). [19]

Селективное окисление спиртов с использованием NBS

Окислительное декарбоксилирование α-аминокислот

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

Меры предосторожности

Хотя NBS проще и безопаснее в обращении, чем бром, следует принять меры предосторожности, чтобы избежать вдыхания. NBS следует хранить в холодильнике. NBS со временем разлагается, выделяя бром. Чистый NBS имеет белый цвет, но часто обнаруживается, что он имеет грязно-белый или коричневый оттенок из-за брома.

В целом, реакции с участием NBS являются экзотермическими. Поэтому при использовании в больших масштабах следует соблюдать дополнительные меры предосторожности.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Зиглер, К.; Шпет, А. (1942). «Die Halogenierung ungesättigter Substanzen in der Allylstellungs». Энн. хим. 551 (1): 80–119. дои : 10.1002/jlac.19425510103.
  2. ^ Dauben, HJ Jr; McCoy, LL (1959). " N -Бромсукцинимид. I. Аллильное бромирование, общий обзор переменных реакции". J. Am. Chem. Soc. 81 (18): 4863–4873. doi :10.1021/ja01527a027.
  3. ^ Ханзлик, РП "Селективное эпоксидирование концевых двойных связей". Органические синтезы; Собрание томов , т. 6, стр. 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.; Альверне, Г.; Лоран, А.; Эрнет, Т.; Годж, О.; Крегер, С.; Саттлер, А. (2004). «Бромфторирование алкенов». Органические синтезы; Собрание томов , т. 10, стр. 128.
  6. ^ Джерасси, Карл (1948). «Бромирование с N -бромсукцинимидом и родственными соединениями. Реакция Воля–Циглера». Chem. Rev. 43 (2): 271–317. doi :10.1021/cr60135a004. PMID  18887958.
  7. ^ Гринвуд, Флорида; Келлерт, Мэриленд; Седлак, Дж. (1958). "4-Бром-2-гептен". Органические синтезы . 38 : 8. doi :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. ^ Binkley, RW; Goewey, GS; Johnston, J. (1984). «Региоселективное раскрытие кольца выбранных ацеталей бензилидена. Фотохимически инициируемая реакция частичного снятия защиты с углеводов». J. Org. Chem. 49 (6): 992. doi :10.1021/jo00180a008.
  11. ^ Harpp, DN; Bao, LQ; Coyle, C.; Gleason, JG; Horovitch, S. (1988). "2-Бромгексаноилхлорид". Органические синтезы; Собрание томов , т. 6, стр. 190.
  12. ^ Стоттер, ПЛ; Хилл, КА (1973). "α-Галокарбонильные соединения. II. Позиционно-специфическое получение α-бромкетонов бромированием енолятов лития. Позиционно-специфическое введение α,β-ненасыщенности в несимметричные кетоны". J. Org. Chem. 38 (14): 2576. doi :10.1021/jo00954a045.
  13. ^ Lichtenthaler, FW (1992). «Различные гликозильные доноры с функцией кетона или оксима рядом с аномерным центром: простое получение и оценка их селективности в гликозидированиях». Синтез . 1992 : 179–84. doi : 10.1055/s-1992-34167.
  14. ^ Амат, М.; Хадида, С.; Сатьянараяна, С.; Боск, Дж. (1998). «Региоселективный синтез 3-замещенных индолов». Органические синтезы; Собрание томов , т. 9, стр. 417.
  15. ^ Gilow, HW; Burton, DE (1981). «Бромирование и хлорирование пиррола и некоторых реакционноспособных 1-замещенных пирролов». J. Org. Chem. 46 (11): 2221. doi :10.1021/jo00324a005.
  16. ^ Браун, В. Д.; Гуляев, А. Х. (2005). «Синтез 5-бромизохинолина и 5-бром-8-нитроизохинолина». Органические синтезы . 81 : 98.
  17. ^ Митчелл, Р. Х.; Лай, Й. Х.; Уильямс, Р. В. (1979). " N -Бромсукцинимид-диметилформамид: мягкий селективный ядерный монобромирующий реагент для реакционноспособных ароматических соединений". J. Org. Chem. 44 (25): 4733. doi :10.1021/jo00393a066.
  18. ^ Keillor, JW; Huang, X. (2004). «Образование метилкарбамата посредством модифицированных реакций перегруппировки Гофмана». Органические синтезы; Собрание томов , т. 10, стр. 549.
  19. ^ Corey, EJ ; Ishiguro, M (1979). «Полный синтез (±)-2-изоцианопупукеанана». Tetrahedron Lett. 20 (30): 2745–2748. doi :10.1016/S0040-4039(01)86404-2.
  20. ^ Рамачандран, М.С.; Ишварамурти, Д.; Раджасингх, В.; Вивеканандам, Т.С. (1990-01-01). «Окислительное декарбоксилирование α-аминокислот, стимулируемое N-хлорсукцинимидом в водно-щелочной среде». Бюллетень химического общества Японии . 63 (8): 2397–2403. doi : 10.1246/bcsj.63.2397 .
  21. ^ Song, Xuezheng; Ju, Hong; Zhao, Chunmei; Lasanajak, Yi (2014-10-15). «Новая стратегия высвобождения и маркировки N-гликанов для функциональных гликомиксов». Bioconjugate Chemistry . 25 (10): 1881–1887. doi :10.1021/bc500366v. ISSN  1043-1802. PMC 4197647. PMID 25222505  . 

Внешние ссылки