Wohl-Ziegler Bromination ใน Organic Synthesis คืออะไร ? มีประโยชน์อย่างไร ?

โพสต์นี้เราจะพาทุกท่านมาทำความรู้จักกับหนึ่งในปฏิกิริยา การสังเคราะห์ทางเคมีอินทรีย์ ไปพร้อมกัน ด้วยเนื้อหาดี ๆ จาก Thermo Fisher Scientific กับ Named reactions in organic synthesis มีความยาวเพียง 3 นาที ที่จะบอกถึง

- ประวัติและที่มาของปฏิกิริยา แล้วใครเป็นคนค้นพบ

- การเกิดปฏิกิริยา Wohl-Ziegler Bromination เกิดขึ้นได้อย่างไร

- ข้อดีและการประยุกต์ใช้ มีอะไรบ้าง

ถ้าอยากรู้กันแล้ว ! กดที่รูปเพื่อดูวีดิโอได้เลย 

ในปี ค.ศ.1919 นักเคมีชาวเยอรมัน Alfred Wohl ได้ศึกษาปฏิกิริยาระหว่าง 2,3-dimethyl-2-butene และ N-bromoacetamide ใน Diethyl ether พบว่ากลุ่มเมทิลกลุ่มหนึ่งถูกแทนที่ด้วยโบรมีน ที่ตำแหน่ง Allylic

ปี ค.ศ. 1942 Karl Ziegler ชาวเยอรมัน ได้ศึกษาเกี่ยวกับประโยชน์ในการใช้ N-bromosuccinimide หรือที่เรียกกันว่า NBS

ดังนั้น Wohl-Ziegler Bromination เป็นกระบวนการแทนที่ของโบรมีน ในตำแหน่ง Allylic ของโอเลฟินส์ / ตำแหน่ง Benzylic ของ Alkylated aromatic หรือ สารประกอบ Heteroaromatic จนกลายมาเป็นที่รู้จักในชื่อปฏิกิริยา Wohl-Ziegler bromination

Tips : Olefin หรือ โอเลฟินส์ มีอีกชื่อหนึ่งว่า Alkene เป็นสารประกอบเคมีอินทรีย์ ประกอบไปด้วยไฮโดรเจนและคาร์บอนที่มีพันธะคู่ ได้มาจากการกลั่นน้ำมันดิบ และก๊าซธรรมชาติ และตำแหน่ง allylic คือ ตำแหน่งที่อยู่ติดกันกับหมู่ฟังก์ชั่น Alkene นั่นเอง

แล้วปฏิกิริยา Wohl-Ziegler Bromination เกิดขึ้นได้อย่างไร มี Reaction หรือ Mechanism อะไรบ้าง เราจะอธิบายให้ฟัง โดยมีกลไกการเกิดปฏิกิริยาหลัก ๆ 4 ขั้นตอน ดังนี้

Initiation step : ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นเมื่อตัวริเริ่มปฏิกิริยาได้รับความร้อนหรือแสง จนเกิดการแตกพันธะแบบ Homolytic* ให้อนุมูลอิสระ หรือ Free Radical ในปฏิกิริยา

Tips : การแตกพันธะแบบ Homolytic คือ การแตกพันธะโดยคู่อิเล็กตรอนของพันธะแยกออกจากกันไปอยู่ที่อะตอมข้างละ 1 ตัว

Formation of the bromine radical : Free Radical ที่เกิดขึ้นในขั้นตอนแรกทำปฏิกิริยากับ Bromine ที่ได้จาก NBS ได้เป็น Bromine Radical

Propagation : ขั้นตอนต่อมา เกิดการแตกพันธะแบบ Homolytic ระหว่างไฮโดรเจนและคาร์บอนที่ตำแหน่ง Allylic ของสารตั้งต้น โดย Hydrogen radical ที่ได้จับกับ Bromine Radical เกิดเป็น Hydrobromic Acid และ Allylic Radical

Allylic Radical ที่ได้มาทำปฏิกิริยาต่อเนื่องกับโบรมีนอีกโมเลกุลหนึ่ง เกิดเป็นผลิตภัณฑ์คือ สารประกอบ Ally หรือ benzyl Bromide

Regeneration of bromine : ส่วน Hydrobromic Acid จะตอบสนองกับ N-bromosuccinimide (NBS) เพื่อสร้างโมเลกุลใหม่ของ Succinimide รวมไปถึง Bromine ที่นำมาใช้ในปฏิกิริยาต่อไป

Tips : Radical (เรดดิคอล) หรือมักใช้ว่า Free Radical หรืออนุมูลอิสระ คือ อะตอม โมเลกุลหรือไอออนซึ่งมีอิเล็กตรอนเดี่ยวในวงนอกสุด (Unpaired Valence Electron)

Advantage

ต่อมาเรามาดูข้อดีของปฏิกิริยานี้กัน

ปฏิกิริยา Wohl-Ziegler bromination มีข้อดีหลัก ๆ สองข้อคือ

1. N-bromosuccinimide (NBS) มีจำหน่ายทั่วไป ใช้แทน Bromine (Br2) ที่มีความเป็นพิษ ในปฏิกิริยาเติม Bromine

2. ปฏิกิริยาสามารถทำได้ในสภาวะที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เมื่อใช้ของเหลวไอออนิก ในระบบที่ปราศจากตัวทำละลาย

ตัวอย่างการใช้งานและการประยุกต์ใช้

ปฏิกิริยา Wohl-Ziegler bromination ถูกนำมาใช้ในประโยชน์มากมาย รวมไปถึงการเตรียม (-)-Tryprostatin A ของ James M. Cook ซึ่งเป็นสารชีวภาพธรรมชาติ ที่ถูกแยกจากเชื้อราทะเล (marine fungus) ที่มีประสิทธิภาพในการยับยั้งกระบวนการวิวัฒนาการของเซลล์ และได้รับการศึกษา เพื่อแก้ไขปัญหาการต้านทานต่อยา ในการรักษาโรคมะเร็ง

—------------------------------------------------

ทุกท่านสามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับปฏิกิริยา Wohl-Ziegler bromination ได้จาก Link นี้เลย https://www.thermofisher.com/.../organic-chemistry...

อีกทั้ง Thermo Fisher Scientific มีสารเคมีที่หลากหลาย รวมถึงครอบคลุมทุกขั้นตอนของการทำปฏิกิริยา Wohl-Ziegler bromination

หากท่านใดกำลังมองหาสารในกลุ่มนี้ เพื่องานวิจัยที่มีประสิทธิภาพ เอเพกซ์ เคมิเคิล ยินดีช่วยจัดหาและให้คำแนะนำสารเคมีที่เหมาะสมแก่ท่าน

สามารถสอบถามเราเข้ามาได้ทุกช่องทาง

Tel : 02-038-9999

Email : info@apexchemicals.co.th

Line : @ApexChemicals

ไม่อยากพลาดสาระดี ๆ แบบนี้ กด Like กดติดตาม เพื่อ Update ความรู้ดี ๆ ผ่านช่องทาง Fan Page ของเราได้เลย

—------------------------------------------------

ขอขอบคุณแหล่งข้อมูลดี ๆ

Thermo Fisher Scientific, Wohl-Ziegler Bromination , https://www.thermofisher.com/.../wohl-ziegler-bromination...