1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin (kurz DBDMH) ist eine heterocyclische organische Verbindung, die in der organischen Synthese als Bromierungsreagenz eingesetzt wird.
| Strukturformel | |||||||||||||||||||
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| Allgemeines | |||||||||||||||||||
| Name | 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin | ||||||||||||||||||
| Andere Namen |
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| Summenformel | C5H6Br2N2O2 | ||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
weißes Pulver oder Kristalle[1] | ||||||||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | |||||||||||||||||||
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| Eigenschaften | |||||||||||||||||||
| Molare Masse | 285,92 g·mol−1 | ||||||||||||||||||
| Aggregatzustand |
fest | ||||||||||||||||||
| Dichte |
2,183 g/cm3[2] | ||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt |
197–199 °C[1] | ||||||||||||||||||
| Löslichkeit |
gering löslich in Aceton, THF und 1,4-Dioxan[1] | ||||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||||||||||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). | |||||||||||||||||||
Gewinnung und Darstellung
BearbeitenDie Herstellung von 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin erfolgt durch die Umsetzung von Brom mit 5,5-Dimethylhydantoin in Gegenwart von Natronlauge. Das Edukt 5,5-Dimethylhydantoin kann sehr einfach aus Kaliumcyanat, Ammoniumcarbonat und Aceton kommerziell synthetisiert werden.[1]
Eigenschaften
BearbeitenPhysikalische Eigenschaften
Bearbeiten1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin bildet ein weißes Pulver bzw. weiße Kristalle, die bei 197–199 °C unter Zersetzung schmelzen.[1] Die Verbindung kristallisiert in einem rhombischen Kristallgitter.[4]
Chemische Eigenschaften
Bearbeiten1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydrandoin ist nicht in allen Lösungsmitteln stabil. So reagiert es mit Dimethylformamid oder Dimethylacetamid stark exotherm mit einer spezifischen Reaktionsenthalpie von −265 kJ·mol−1 bzw. −240 kJ·mol−1.[5] Lösungen in Tetrahydrofuran sind schon bei 20 °C instabil und sollten bei Temperaturen unterhalb von 8 °C eingesetzt werden.[6] In Wasser oder Natronlauge erfolgt eine Hydrolyse zu Dimethylhydantoin und Hypobromiger Säure bzw. Hypobromit.[7][2]
Verwendung
Bearbeiten1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydrandoin wird in der organischen Synthese als Bromierungsreagenz eingesetzt.[8] Eine häufige Anwendung ist die radikalische Bromierung von benzylischen Aromaten und Heterocyclen. Die einfachste Reaktion wäre hier die Umsetzung von Toluol zu Benzylbromid. Der Vorteil dieser Bromierungsvariante liegt darin, auch säureempfindliche Edukte einsetzen zu können. Eine elektrophile Bromierung von Alkenen ergibt Bromhydrine, die weiter zu den entsprechenden Epoxiden umgesetzt werden können. In Gegenwart von Fluorierungsmitteln wie Fluorwasserstoff, Pyridin-Fluorwasserstoff-Komplex oder Siliziumtetrafluorid erfolgt eine Addition von Brom und Fluor an eine Doppelbindung.[1] Mit Alkinen werden in Gegenwart von Pyridin-Fluorwasserstoff-Komplex (E)-Bromfluoralkene mit einer hohen Stereoselektivität erhalten.[1]
Der Einsatz der Verbindung kann wegen des niedrigeren Preises und des höheren Bromgehaltes als wirtschaftliche Alternative zum N-Bromsuccinimid gesehen werden.[1]
Es wird als Bromlieferant in Bleich- und Desinfektionsmitteln eingesetzt.[8]
Einzelnachweise
Bearbeiten- ↑ a b c d e f g h e-EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 1999-2013, John Wiley and Sons, Inc., Eintrag für 1,3-Dibromo-5,5-dimethylhydantoin, abgerufen am 19. Mai 2016.
- ↑ a b Technical Evaluation Report 1,3-Dibromo-5,5-dimethylhydantoin (DBDMH) Handling/Processing compiled by ICF International for the USDA National Organic Program, 17. Juli 2012, pdf.
- ↑ a b Datenblatt 1,3-Dibromo-5,5-dimethylhydantoin bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 7. Dezember 2017 (PDF).
- ↑ Kruszynski, R.: Short intermolecular N-Br…O=C contacts in 1,3-dibromo-5,5-dimethylimidazolidine-2,4-dione in Acta Cryst. C63 (2007) o389–o391, doi:10.1107/S0108270107013868.
- ↑ Shimizu, S.; Imamura, Y.; Ueki, T.: Incompatibilities between N-Bromosuccinimide and Solvents in Org. Process Res. Dev. 18 (2014) 354–358, doi:10.1021/op400360k.
- ↑ Gries, J.; Krüger, J.: A Practical Approach to N-(Trifluoracetyl)sulfilimines in Synlett 25 (2014) 1831–1834, doi:10.1055/s-0034-1378328.
- ↑ Radhakrishnan, K.; Indrasenan, P.: in J. Indian Chem. Soc. 62 (1985) 84–86.
- ↑ a b Eintrag zu 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 19. Dezember 2017.