N-bromosuccinimida

N-bromosuccinimida o NBS es un reactivo químico utilizado en reacciones de sustitución de radicales, adición electrofílica y sustitución electrofílica en química orgánica. NBS puede ser una fuente conveniente de Br^•, el radical bromo.

Preparación

NBS está disponible comercialmente. También se puede sintetizar en el laboratorio. Para ello, se añaden hidróxido de sodio y bromo a una solución de succinimida en agua helada. El producto NBS precipita y puede recogerse mediante filtración.

El NBS crudo ofrece un mejor rendimiento en la reacción de Wohl-Ziegler. En otros casos, el NBS impuro (de color ligeramente amarillo) puede dar resultados poco fiables. Puede purificarse mediante recristalización en agua a 90 o 95 °C (10 g de NBS por 100 ml de agua).

Reacciones

Adición a las siglas

NBS reaccionará con los alquenos 1 en disolventes acuosos para dar bromohidrinas 2. Las condiciones preferidas son la adición en porciones de NBS a una solución del alqueno en DMSO, DME, THF o terc-butanol acuoso al 50 % a 0 °C. La formación de un ion bromonio y el ataque inmediato del agua dan lugar a una fuerte adición de Markovnikov y selectividades anti estereoquímicas.

Las reacciones laterales incluyen la formación de α-bromoquetones y compuestos dibromo. Estos pueden ser minimizados por el uso de NBS recién recristados.

Con la adición de nucleófilos, en lugar de agua, se pueden sintetizar varios alcanes bifuncionales.

Brominación alílica y bencílica

Las condiciones estándar para usar NBS en bromación alílica y/o bencílico implican refluir una solución de NBS en CCl4 anhidro con un iniciador de radicales, generalmente azobisisobutironitrilo (AIBN) o peróxido de benzoílo, irradiación o ambos para efectuar la iniciación de radicales. Los radicales intermedios alílicos y bencílicos formados durante esta reacción son más estables que otros radicales de carbono y los productos principales son bromuros alílicos y bencílicos. A esto también se le llama reacción de Wohl-Ziegler.

El tetracloruro de carbono debe mantenerse anhidro durante toda la reacción, ya que la presencia de agua probablemente puede hidrolizar el producto deseado. A menudo se agrega carbonato de bario para mantener condiciones anhidras y libres de ácido.

En la reacción anterior, si bien es posible una mezcla de productos de bromuro alílico isoméricos, solo se crea uno debido a la mayor estabilidad del radical de posición 4 sobre el radical centrado en metilo.

Bromination of carbonyl derivados

El NBS puede α-bromar derivados de carbonilo mediante una vía radicalaria (como antes) o mediante catálisis ácida. Por ejemplo, el cloruro de hexanoilo 1 puede bromarse en la posición alfa mediante NBS mediante catálisis ácida.

La reacción de enolatos, éteres de enol o acetatos de enol con NBS es el método preferido de α-brominación, ya que tiene un alto rendimiento y pocos productos secundarios.

Brominación de derivados aromáticos

Los compuestos aromáticos ricos en electrones, como fenoles, anilinas y diversos heterociclos aromáticos, se pueden bromar utilizando NBS. El uso de DMF como disolvente proporciona altos niveles de paraselectividad.

Reordenamiento de Hofmann

NBS, en presencia de una base fuerte, como DBU, reacciona con amidas primarias para producir un carbamato mediante el reordenamiento de Hofmann.

Oxidación selectiva de alcoholes

Es poco común, pero posible, que el NBS oxide los alcoholes. E. J. Corey et al. descubrieron que se pueden oxidar selectivamente alcoholes secundarios en presencia de alcoholes primarios utilizando NBS en dimetoxietano acuoso (DME).

Descarboxilación oxidativa de α-aminoácidos

NBS broma electrofílicamente la amina, a lo que le sigue la descarboxilación y la liberación de una imina. Una mayor hidrólisis producirá un aldehído y amoníaco. (cf. descarboxilación dependiente de PLP no oxidativa)

Precauciones

Aunque el NBS es más fácil y seguro de manipular que el bromo, se deben tomar precauciones para evitar la inhalación. NBS debe conservarse en el frigorífico. El NBS se descompondrá con el tiempo y desprenderá bromo. El NBS puro es blanco, pero a menudo el bromo lo colorea de color blanquecino o marrón.

En general, las reacciones que involucran NBS son exotérmicas. Por lo tanto, se deben tomar precauciones adicionales cuando se utiliza a gran escala.