Бромирование в боковую цепь ароматических соединений $N$-бромсукцинимидом

По просьбе нашего читателя постараемся описанную тему от 16:13 | 07.11.2018 раскрыть ещё глубже, сегодня рассмотрим Бромирование в боковую цепь ароматических соединений $N$-бромсукцинимидом. Не будем разливать воду, а преступим рассмотрению этого вопроса.

Основное положение

$N$-Бромсукцинимид (БСИ, NBS) - $N$-бромид янтарной кислоты. Широко применяется в синтетической органической химии в качестве бромирующего реагента.

Галогенирование $N$-бромсукцинимидами в боковую цепь ароматических соединений является радикальной реакцией, аналогечной рассмотренным ранее. Ему способствуют УФ-облучение или радикальные инициаторы (бензоилпероксид, AIBN и т.д.). Самой распространенной реакцией является галогенирование метильной группы, прямо соединенной с ароматическим ядром. Этот процесс характеризуется высокой селективностью.

Например, толуол не реагирует с $N$-бромосукцинимидом без катализатора, но в присутствии перекиси бензоила образует бромистый бензил (64%). При наличии в бензольном ядре заместителя, способного оказывать негативный индуктивный эффект (о-хлоротолуен, п-нитротолуен), бромирование боковой цепи может происходить и без катализатора, однако присутствие катализатора увеличивает выход бромопроихводного и сокращает время реакции.

Аналогично в других алкилзамещенных ароматических соединениях замещения можно направить в ядро или в метильную группу в зависимости от применяемых условий. Замещения в боковой цепи происходит без катализаторов также для 1- и 2-метилнафталенов, ди- и трифенилметанов, флуорена и родственных соединений. При действии NBS на 2,6- и 2,3-диметилнафталины селективно бромируется одна из метильных групп.

Интересный случай составляет 1-етилнафталин, в котором наблюдается бромирование в боковую цепь, причем образуется винилнафталин (73%), в противовес около родственному аценафтену, для которого реакция происходит в ядро. В присутствии пероксида преобладает первая реакция и образуется аценафтилен.

Если субстрат содержит две метильные группы, связанные с ароматическим ядром, возможно образование бис-бромометильных производных:

Рисунок 8.

Применяя облучение видимым светом к арену и соответствующему количеству NBS, можно селективно фотобромировать одну или две боковые метильные группы в диметиларенах. Так, фотобромирование 1,4, 1,8-, 2,3- и 2,6-диметилнафталенов, 4,4'-диметилбифенила с помощью 2.2 мл. экв. NBS дает соответствующие бис-бромометильные арены, тогда как с 1.1 мл. экв. NBS получают бромометиларены.

При изучении реакций бромирования ароматических соединений в боковую цепь с помощью NBS установлено, что селективность атаки брома зависит от примененного растворителя.

Реакции бромирования NBS различных алкил-арилов, проведенные с чистыми реагентами или в воде, в присутствии ультразвука или при микроволновом облучении демонстрируют различную хемоселективнисть. Так, при проведении реакции в водном растворе с применением ультразвука наблюдается замещение в ядро, тогда как с микроволнами происходит как $\alpha$-монобрмирование в боковую цепь, так и замещение в ядро.

Ароматические соединения отличаются от неароматических особой геометрией молекулы. Образование замкнутой $\pi$-электронной системы обусловливает тенденцию к копланарному расположению атомов углерода и к выравниванию связей в ароматическом цикле. Поскольку в настоящее время существуют надежные экспериментальные методы определения геометрических параметров молекулы, копланарность и степень выравненности связей могут быть использованы в качестве критериев ароматичности. Для установления молекулярной структуры главными являются дифракционные методы: дифракции рентгеновских лучей, электронов и нейтронов. Среди них ведущее место, бесспорно, принадлежит первому из этих методов. В последние годы в развитии рентгеноструктурного анализа произошли такие качественные изменения, которые превратили его в обычный, абсолютно доступный способ установления строения, сравнимый по сложности с ЯМР высокого разрешения на нескольких ядрах.

Заключение

Конечно можно много говорить по теме Бромирование в боковую цепь ароматических соединений $N$-бромсукцинимидом, но основную суть мы изложили по этому вопросу. Если вам нужно дополнительная консультация, пожалуйста пишите ваши сообщения нам на почту. Все поступившие вопросы рассматриваются и не остаются без ответа.