| N-broomsuccinimide | ||||
|---|---|---|---|---|
| Structuurformule en molecuulmodel | ||||
 | ||||
Structuurformule vanN-broomsuccinimide | ||||
 | ||||
N-broomsuccinimide | ||||
| Algemeen | ||||
| Molecuulformule | C4H4BrNO2 | |||
| IUPAC-naam | N-broomsuccinimide | |||
| Molmassa | 177,98406 g/mol | |||
| SMILES | C1CC(=O)N(C1=O)Br | |||
| InChI | 1S/C4H4BrNO2/c5-6-3(7)1-2-4(6)8/h1-2H2 | |||
| CAS-nummer | 128-08-5 | |||
| EG-nummer | 204-877-2 | |||
| PubChem | 67184 | |||
| Wikidata | Q286939 | |||
| Beschrijving | Witte kristallen | |||
| Vergelijkbaar met | N-chloorsuccinimide | |||
| Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen | ||||
| ||||
| H-zinnen | H302 | |||
| EUH-zinnen | geen | |||
| P-zinnen | P264 -P270 -P301+P310 -P330 | |||
| Fysische eigenschappen | ||||
| Aggregatietoestand | vast | |||
| Kleur | wit | |||
| Dichtheid | 2,098 g/cm³ | |||
| Smeltpunt | 174–179 °C | |||
| Oplosbaarheid inwater | 14,7 g/L | |||
| Goed oplosbaar in | aceton, ethylacetaat | |||
| Slecht oplosbaar in | water | |||
| Onoplosbaar in | koolstoftetrachloride | |||
| Geometrie en kristalstructuur | ||||
| Kristalstructuur | orthorombisch | |||
| Tenzij anders vermeld zijnstandaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1bar). | ||||
| ||||
N-broomsuccinimide ofNBS is eenorganische verbinding met alsbrutoformule C4H4BrNO2. De stof komt voor als wittekristallen, die slecht oplosbaar zijn inwater.N-broomsuccinimide is een belangrijkreagens in deorganische chemie.
AangezienN-broomsuccinimide zeer veel gebruikt wordt, is het commercieel verkrijgbaar. Desalniettemin kan het ook in hetlaboratorium worden bereid. Hierbij wordennatriumhydroxide endibroom aan een gekoelde oplossing vansuccinimide toegevoegd. Gezien het feit datN-broomsuccinimide niet goed oplosbaar is in water, slaat het neer en kan het afgefiltreerd worden. Het bekomen product is echter nog niet zuiver: het is niet volledig wit gekleurd, maar lichtgeel.
Een alternatieve methode, die een hogereopbrengst geeft, is via deWohl-Ziegler-reactie. Ook hier is het product nog niet zuiver.
De zuivering van het bekomenN-broomsuccinimide kan plaatsgrijpen dooromkristallisatie uit water, bij 90-95°C.[1]
N-broomsuccinimide heeft een basisstructuur vanpyrrolidine. De binding tussenstikstof enbroom is sterk gepolariseerd naar stikstof toe; hetelektronegativiteitsverschil tussen beide atomen is hier debet aan. Dit impliceert dat het broomatoom positief gepolariseerd is en datN-broomsuccinimide bijgevolg een bron van hetelektrofiele Br+ is. Door behandeling vanN-broomsuccinimide metwaterstofbromide ontstaat in situdibroom:
N-broomsuccinimide is een belangrijk reagens in de organische chemie. Het wordt hoofdzakelijk gebruikt omin situdibroom te genereren. Aangezien dibroom een toxisch en snel verdampende vloeistof is, is het interessanter om in het reactiemengsel zelf dibroom te bereiden. Dat kan metN-broomsuccinimide; bijgevolg is het een bromeringsreagens.
Een eerste reactie vanN-broomsuccinimide is deelektrofiele additie aanalkenen. NBS reageert met alkenen (1) inwaterige oplossing totbroomhydrines (2):
Bij aan normale elektrofiele additie van dibroom zou hetvicinaal gebromeerdealkaan moeten ontstaan. Echter, omdat de reactie in waterige midden verloopt en water inovermaat aanwezig is, zal eenhydroxylgroep worden ingevoerd in plaats van eenbromide.
In aanwezigheid van andere nucleofielen kunnen talrijke bifunctionele alkanen ontstaan. Een voorbeeld is de reactie van cyclohexeen metN-broomsuccinimide in aanwezigheid vanfluoride-ionen (onder de vorm van eenadduct tussentri-ethylamine enwaterstoffluoride):
De allylische en benzylische bromering geschiedt via hetrefluxen van een oplossing van het substraat enN-broomsuccinimide inwatervrijtetrachloormethaan met eenradicaalinitiator. Dit is meestalazobisisobutyronitril ofbenzoylperoxide.[2] De radicalaire intermediairen die gevormd worden zijn over het algemeen stabieler dan gewone koolstofradicalen. Deze reactie wordt ook wel de Wohl-Ziegler-reactie genoemd.[3][4] Onderstaand voorbeeld betreft de allylische bromering van2-hepteen:
Het gebruikte tetrachloormethaan moet gedurende de volledige reactie watervrij blijven, omdat water meestal de neiging heeft tot sterkehydrolyse van het product.[5] Om dit te realiseren wordt vaakbariumcarbonaat toegevoegd.
ZieKetonhalogenering voor het hoofdartikel over dit onderwerp.N-broomsuccinimide kan gebruikt worden voor de α-bromering vancarbonylverbindingen: hierbij worden een broomatoom ingevoerd op het α-koolstofatoom naast decarbonylgroep. Dit kan via twee processen verlopen:zurekatalyse of radicalair. Een voorbeeldreactie is de α-bromering vanhexanoylchloride (1) met behulp van een zure katalysator (waterstofbromide):[6]
Deze reactie wordt preferentieel toegepast bijenolaten,enolethers enenolacetaten, omdat het een hoge opbrengst heeft en omdat er weinig bijproducten worden gevormd.[7][8]
Talrijke elektronrijkearomatische verbindingen, zoalsfenolen,anilines enheterocyclische verbindingen, kunnen gebromeerd worden metN-broomsuccinimide. Het gebruikt vandimethylformamide alsoplosmiddel geeft een selectief hogere opbrengst van hetpara-gebromeerde product.[9]
N-broomsuccinimide wordt aangewend in deHofmann-omlegging, waarbij het in aanwezigheid van eensterke base (DBU), reageert met primaireamines tot het overeenkomstigecarbamaat:[10]
De selectieveoxidatie vanalcoholen metN-broomsuccinimide is een eerder ongewone methode om alcoholen te oxideren. Het is gebleken datN-broomsuccinimide in staat is om secundaire alcoholen selectief te oxideren indimethoxyethaan:[11]
N-broomsuccinimide is in staat om hetamine in eenaminozuur te bromeren, waarna doordecarboxylering hetimine wordt afgesplitst. Hydrolyse van het imine leidt tot vorming van eenaldehyde enammoniak.
