自由基與有機金屬化學
NBS 烯丙位鹵化
/ N-B-S (en-bee-ess) /
有這樣一個難題。你手上有一個烯烴,想用自由基鏈把一個溴放到雙鍵旁邊的碳上(也就是烯丙位),但你又不希望溴只是簡單地跨越那活潑的雙鍵加成上去。訣竅在於始終把 Br2 的濃度保持得極低。NBS(N-溴代丁二醯亞胺)這種固體試劑幹的正是這件事:它緩緩釋放出涓涓細流般的 Br2,剛好夠餵養自由基鏈,卻永遠不夠讓那個相爭的雙鍵加成發生。
就機理而言,這條自由基鏈就是通常那一條。少量 Br2(或一個自由基引發劑)讓反應啟動;一個溴自由基隨後奪走烯丙位(或苄位)的氫,那是周圍最弱的 C-H 鍵,因為生成的烯丙基自由基受共振穩定。這個碳自由基接著從微量的 Br2 上取一個溴,生成烯丙基溴並再生出一個溴自由基。在幕後,NBS 與副產物 HBr 反應,每次只釋放出一個新的 Br2 分子,把它的濃度維持得微乎其微。淨效果就是用溴乾淨地取代一個烯丙位(或苄位)的氫,而雙鍵原封不動。
NBS 的烯丙位和苄位鹵化是一個主力工具,用來把離去基團正好裝在你想要的地方,也就是 π 體系旁邊。生成的烯丙基或苄基溴隨後就可以進行消除(生成雙烯)或取代。由於烯丙基自由基離域分布在兩個碳上,要小心:對不對稱的烯烴,溴可能加在烯丙體系的任意一端,因而可能得到混合產物。
環己烯加 NBS(再加一點光或一個自由基引發劑)生成 3-溴環己烯:烯丙位的 C-H 被換成 C-Br,而環上的雙鍵得以保留,因為 Br2 濃度被維持得太低、不足以發生加成。
NBS 只供給涓涓細流般的 Br2:足夠進行烯丙位取代,卻太少而無法加成。
NBS 的全部意義就在於把 Br2 濃度維持得極小;如果直接倒入分子態 Br2,你得到的就是錯誤的反應,即跨雙鍵加成,而不是烯丙位取代。
又稱
另見