觉醒之路

一、NBS基本性质

1.N-溴代琥珀酰亚胺也称N-溴代丁二酰亚胺,英文名为N-Bromosuccinimide,简称NBS。外观为白色至乳白色结晶固体或粉末,略有溴的气味

[1]2.它是一种良好的溴代试剂,可取代苄基或烯丙基位置的氢原子。亦可作为醇氧化为醛酮,醛氧化为酸的氧化剂。3. 与苯胺,二烷基硫,水合肼,丙腈反应爆炸4. 物理性质如下: CAS#

128-08-5

密度

2.036 至 2.048 g/cm³

熔点

175℃-178℃

沸点

221.4℃

PKa

-2.78 (25oC)

二、NBS上溴工艺优化经验总结

1.

NBS是一种很好的上溴试剂。

2.

NBS 在不同溶剂中反应活性不一样,根据个人经验给几个常用溶剂进行了排序。如下:DMF>ACN>THF~DCM>EtOAc>toluene>MTBE.

3. 工艺优化方向:溶剂,温度,NBS当量数,加料方式。

1)溶剂见上条,要根据实际情况选择。如果发现反应底物活性很高,且有很多副产物,建议选极性小的,如THF,toluene等;如果底物反应活性很低,建议选ACN,DMF,加热试试看。

2)NBS当量数,一般情况下,1.0-1.1eq.即可,加多了很容易各种杂质出来。

3)温度要根据具体情况调整,尽量不要低温或者高温加料。

4)加料方式比较重要。如可以选择溶解NBS后,滴加到反应釜中。或分多批次加固体等。

4.反应机理为自由基机理,一定要做安全评估。

5. 如上,如何保证不会上两个溴呢?经研究上一个和两个溴是热力学控制的,而不是动力学。所以可以通过优化条件来减少上两个的杂质。

三、NBS上溴注意事项1. 因为该反应一般为自由基反应机理,所以一定要关注反应的安全性。建议做工艺安全评估,考察反应是否有热积聚,是否是爆发式反应。2. 如果想要用滴加NBS溶液这种加料方式,那么就要知道NBS溶解度。常用几个溶剂貌似溶解度都不太好,THF,ACN 都需10V左右,所以前期工艺可行,后期工艺可能不太合适。3.

NBS 稳定性问题。NBS固体在室温下是稳定的,但是在溶液中稳定性是有差异的。如下是本人经验: 1)资料说NBS遇水会分解,但是我做过反应是用水做溶剂的,反应就很好,后处理也很简单。 2)NBS 在DMF,

ACN, THF, DCM, Toluene, MTBE中,0-5oC,10h以内稳定,其中乙腈中的稳定性最好;但是随着温度升高,稳定性变差,在25oC下,0.5h个别溶剂中就会开始分解,一般1-2h内这些溶剂中都会分解。(之前做的稳定性数据,但是没有考虑光照因素,也有可能跟光有关,待进一步研究)例子:最开始我们没有考虑到NBS稳定性问题,冬天开发的工艺,没问题。到了夏天再次做的时候,突然发现滴加完毕,反应很杂,一半以上原料没有反应。仔细跟踪观察发现有如下过程:滴液漏斗中的NBS溶液从澄清状态开始慢慢变红棕色(应该是分解了,Br2出来了),越来越深,然后几分钟后颜色逐渐褪去恢复澄清状态(Br2跑掉了)。整个过程就像变魔术一样。5. 该反应副产物是当量数的NHS,如何除去?

1)大部分可以在后处理淬灭、水洗过程除去,仍然会有一部分溶解在有机相。所以需要考虑多少水洗,洗几次的问题。

2)NHS极性非常大,溶液程酸性,在HPLC

254nm/210nm吸收都比较弱,比如HPLC有1%,实际上可能有5%,不除干净,很容易对下一步反应有影响,有裸露N-H。所以要注意清洗干净。

四、如何除掉两个溴杂质?(实际例子)

之前做一个项目,由于工厂设备问题,导致二溴代杂质过多(~30%),远远超出原工艺允许偏差范围。原有结晶工艺除不掉该杂质。最后找到如下纯化方法:

思路:单溴代产品和二溴代杂质两者PKa存在一定差异,因此我们尝试了成盐纯化方法。

操作:

1)用盐酸调pH至3-4,此时,成盐析出的是单溴代的产物。此状态下,二溴代杂质析不出来。(盐酸调pH至1-2,此时二溴代的产物才能成盐析出。)

2)过滤,洗涤,水溶,调碱,过滤,洗涤,干燥后拿到高纯度产品。

结论:如上根据PKa差异性成盐纯化是一个很特殊的方法,希望大家能有所收获。