N-bromosuccinimmide

N-bromosuccinimmide
	formula di struttura
	modello molecolare
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	128-08-5
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
	pericolo
Frasi H	302 - 314
Consigli P	280 - 305+351+338 - 310
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La N-bromosuccinimmide o NBS è un'immide dell'acido succinico, bromurata sull'atomo di azoto.

Preparazione

La 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

Addizione agli alcheni

La 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

Le 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

L'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

Composti 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

La 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

È 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

L'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

Sebbene 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

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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 (WC · ACNP), PMC 4197647, PMID 25222505.

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[1] Sigma Aldrich; rev. del 04.04.2013

[2] K. Ziegler e A. Späth, Die Halogenierung ungesättigter Substanzen in der Allylstellungs, in Ann. Chem., vol. 551, n. 1, 1942, pp. 80-119, DOI:10.1002/jlac.19425510103.

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[4] (EN) Organic Syntheses, http://www.orgsyn.org/demo.aspx?prep=cv6p0560 Titolo mancante per url url (aiuto).

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[9] 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.

[10] 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.

[11] R. W. Binkley, G. S. Goewey e J. Johnston, Regioselective ring opening of selected benzylidene acetals. A photochemically initiated reaction for partial deprotection of carbohydrates, in J. Org. Chem., vol. 49, n. 6, 1984, p. 992, DOI:10.1021/jo00180a008.

[12] (EN) Organic Syntheses, http://www.orgsyn.org/demo.aspx?prep=cv6p0190 Titolo mancante per url url (aiuto).

[13] P. L. Stotter e K. A. Hill, α-Halocarbonyl compounds. II. Position-specific preparation of α-bromoketones by bromination of lithium enolates. Position-specific introduction of α,β-unsaturation into unsymmetrical ketones, in J. Org. Chem., vol. 38, n. 14, 1973, p. 2576, DOI:10.1021/jo00954a045.

[14] F. W. Lichtenthaler, Various Glycosyl Donors with a Ketone or Oxime Function next to the Anomeric Centre: Facile Preparation and Evaluation of their Selectivities in Glycosidations, in Synthesis, vol. 1992, 1992, pp. 179-84, DOI:10.1055/s-1992-34167.

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[16] H. W. Gilow e D. E. Burton, Bromination and chlorination of pyrrole and some reactive 1-substituted pyrroles, in J. Org. Chem., vol. 46, n. 11, 1981, p. 2221, DOI:10.1021/jo00324a005.

[17] (EN) Organic Syntheses, vol. 81, http://www.orgsyn.org/demo.aspx?prep=v81p0098 Titolo mancante per url url (aiuto).

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[20] E. J. Corey e M Ishiguro, Total synthesis of (±)-2-isocyanopupukeanane, in Tetrahedron Lett., vol. 20, n. 30, 1979, pp. 2745-2748, DOI:10.1016/S0040-4039(01)86404-2.

[21] M. S. Ramachandran, D. Easwaramoorthy, V. Rajasingh e T. S. Vivekanandam, N-Chlorosuccinimide-Promoted Oxidative Decarboxylation of α-Amino Acids in Aqueous Alkaline Medium, in Bulletin of the Chemical Society of Japan, vol. 63, n. 8, 1º gennaio 1990, pp. 2397-2403, DOI:10.1246/bcsj.63.2397. URL consultato il 14 giugno 2020 (archiviato dall'url originale il 23 marzo 2023).

[22] 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 (WC · ACNP), PMC 4197647, PMID 25222505.

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