N-bromosuccinimmide
La N-bromosuccinimmide o NBS è un'immide dell'acido succinico, bromurata sull'atomo di azoto.
| N-bromosuccinimmide | |
|---|---|
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| Nome IUPAC | |
| 1-Bromo-2,5-pirrolidindione | |
| Nomi alternativi | |
| N-bromosuccinimide; NBS | |
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | C4H4BrNO2 |
| Massa molecolare (u) | 177,98 |
| Aspetto | solido bianco |
| Numero CAS | |
| Numero EINECS | 204-877-2 |
| PubChem | 67184 |
| SMILES | C1CC(=O)N(C1=O)Br |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Densità (g/cm3, in c.s.) | 2.098 |
| Indicazioni di sicurezza | |
| Simboli di rischio chimico | |
 
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| pericolo | |
| Frasi H | 302 - 314 |
| Consigli P | 280 - 305+351+338 - 310 [1] |
Preparazione
modificaLa N-bromosuccinimmide può essere facilmente sintetizzata tramite l'addizione di bromo ed idrossido di sodio ad una soluzione di succinimmide in acqua e ghiaccio. L'NBS cristallizza e precipita, e viene comodamente estratta tramite una filtrazione.[2]
La NBS grezza offre una migliore resa nella reazione di Wohl-Ziegler. Può essere purificata mediante ricristallizzazione da acqua a 90–95 °C (10 g di NBS ogni 100 mL).[3]
Reazioni
modificaAddizione agli alcheni
modificaLa N-bromosuccinimmide reagisce con alcheni in solventi acquosi per dare bromoidrine. Le condizioni preferite sono l'aggiunta parziale di NBS a una soluzione di alchene in soluzione acquosa al 50% di DMSO, DME, THF o terz-butanolo a 0 °C.[4] La formazione di uno ione bromonio e l'attacco immediato da parte dell'acqua danno forti addizioni di Markovnikov e stereospecificità anti.[5]
Le reazioni collaterali includono la formazione di α-bromochetoni e composti di dibromo. Questi possono essere ridotti al minimo mediante l'uso di NBS appena ricristallizzata.
Con l'aggiunta di nucleofili, invece dell'acqua, si possono sintetizzare vari alcani bifunzionali.[6]
Bromurazione allilica e benzilica
modificaLe condizioni standard per l'utilizzo di NBS nella bromurazione allilica e/o benzilica implicano il reflusso di una soluzione di NBS in CCl4 anidro con un iniziatore radicale, di solito azobisisobutirronitrile (AIBN) o perossido di benzoile, irradiazione o tutti e due assieme per effettuare l'iniziazione radicale.[7][8] Gli intermedi radicali allilici e benzilici formati durante questa reazione sono più stabili rispetto ad altri radicali del carbonio e i principali prodotti sono bromuri allilici e benzilici. Questa è anche chiamata la reazione di Wohl-Ziegler.[9][10]
Il tetracloruro di carbonio deve essere mantenuto anidro durante la reazione, poiché la presenza di acqua può probabilmente idrolizzare il prodotto desiderato.[11] Viene spesso aggiunto carbonato di bario per mantenere condizioni anidre e prive di acidi.
Bromurazione di derivati carbonilici
modificaL'NBS può α-bromurare derivati carbonilici attraverso una via radicale (come sopra) o tramite catalisi acida. Ad esempio, il cloruro di esanoile può essere bromurato in posizione alfa mediante NBS con catalisi acida.[12]
La reazione di enolati, enol eteri o enol acetati con NBS è il metodo preferito di α-bromurazione in quanto ha alte rese e pochi prodotti collaterali.[13][14]
Bromurazione di derivati aromatici
modificaComposti aromatici ricchi di elettroni, come fenoli, aniline e vari eterocicli aromatici,[15] possono essere bromurati usando NBS.[16][17] L'uso della DMF come solvente offre alti livelli di para-selettività.[18]
Riarrangiamento di Hofmann
modificaLa N-bromosuccinimmide, in presenza di una base forte, come DBU, reagisce con le ammidi primarie per produrre un carbammato attraverso il riarrangiamento di Hofmann.[19]
Ossidazione selettiva di alcoli
modificaÈ raro, ma è possibile per NBS ossidare gli alcoli. Eliah James Corey ha scoperto che si possono ossidare selettivamente alcoli secondari in presenza di alcoli primari usando NBS in dimetossietano acquoso.[20]
Decarbossilazione ossidativa di α-aminoacidi
modificaL'NBS bromica elettrofilicamente l'ammina, che è seguita dalla decarbossilazione e dal rilascio di un'ammina. Un'ulteriore idrolisi produrrà un'aldeide e ammoniaca.[21][22]
Precauzioni
modificaSebbene l'NBS sia più facile e sicuro da maneggiare rispetto al bromo, è necessario prendere precauzioni per evitare l'inalazione. L'NBS deve essere conservata in frigorifero, e si decompone nel tempo emettendo bromo.
In generale, le reazioni che coinvolgono NBS sono esotermiche. Pertanto, è necessario adottare ulteriori precauzioni se utilizzata su larga scala.
Note
modifica- ^ Sigma Aldrich; rev. del 04.04.2013
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- ^ H. J., Jr Dauben e L. L. McCoy, N-Bromosuccinimide. I. Allylic Bromination, a General Survey of Reaction Variables, in J. Am. Chem. Soc., vol. 81, n. 18, 1959, pp. 4863-4873, DOI:10.1021/ja01527a027.
- ^ (EN) Organic Syntheses, http://www.orgsyn.org/demo.aspx?prep=cv6p0560.
- ^ J. Beger, Präparative Aspekte elektrophiler Dreikomponentenreaktionen mit Alkenen [Preparative aspects of electrophilic three-component reactions with alkenes], in J. Prakt. Chem., vol. 333, n. 5, 1991, pp. 677-698, DOI:10.1002/prac.19913330502.
- ^ (EN) Organic Syntheses, http://www.orgsyn.org/demo.aspx?prep=v76p0159.
- ^ Carl Djerassi, Brominations with N-Bromosuccinimide and Related Compounds. The Wohl–Ziegler Reaction, in Chem. Rev., vol. 43, n. 2, 1948, pp. 271-317, DOI:10.1021/cr60135a004, PMID 18887958.
- ^ (EN) Organic Syntheses, http://www.orgsyn.org/demo.aspx?prep=cv4p0108.
- ^ A. Wohl, Bromierung ungesättigter Verbindungen mit N-Brom-acetamid, ein Beitrag zur Lehre vom Verlauf chemischer Vorgänge [Bromination of unsaturated compounds with N-bromoacetamide, a contribution to the theory of the course of chemical processes], in Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (A and B Series), vol. 52, 1919, pp. 51-63, DOI:10.1002/cber.19190520109.
- ^ K. Ziegler, G. Schenck, E. W. Krockow, A. Siebert, A. Wenz e H. Weber, Die Synthese des Cantharidins [The synthesis of cantharidin], in Justus Liebig's Annalen der Chemie, vol. 551, 1942, pp. 1-79, DOI:10.1002/jlac.19425510102.
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- ^ Xuezheng Song, Hong Ju, Chunmei Zhao e Yi Lasanajak, Novel Strategy to Release and Tag N-Glycans for Functional Glycomics, in Bioconjugate Chemistry, vol. 25, n. 10, 15 ottobre 2014, pp. 1881-1887, DOI:10.1021/bc500366v, ISSN 1043-1802, PMC 4197647, PMID 25222505.
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