Di- tert -butyldikarbonat

Di- tert -butyldikarbonat
Di-tert-butyl-dicarbonate-2D-skeletal.png
Di-tert-butyl-dicarbonate-based-on-similar-xtals-3D-balls.png
Namn
Föredraget IUPAC-namn
Di- tert -butyldikarbonat
Andra namn


Di -t -butylpyrokarbonat Boc-anhydrid Boc 2 O
Identifierare
3D-modell ( JSmol )
ChEBI
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.042.021 Edit this at Wikidata
UNII
  • InChI=1S/C10H18O5/c1-9(2,3)14-7(11)13-8(12)15-10(4,5)6/h1-6H3  check Y
    Nyckel: DYHSDKLCOJIUFX-UHFFFAOYSA-N  check Y
  • InChI=1/C10H18O5/c1-9(2,3)14-7(11)13-8(12)15-10(4,5)6/h1-6H3
    Nyckel: DYHSDKLCOJIUFX-UHFFFAOYAG
  • O=C(OC(=O)OC(C)(C)C)OC(C)(C)C
Egenskaper
C10H18O5 _ _ _ _ _
Molar massa 218,249 g·mol -1
Utseende Färglös fast eller olja
Densitet 0,95 g·cm −3
Smältpunkt 22 till 24 °C (72 till 75 °F; 295 till 297 K)
Kokpunkt 56 till 57 °C (133 till 135 °F; 329 till 330 K) (0,5 mmHg)
Olöslig
Löslighet i andra lösningsmedel Löslig i de flesta organiska lösningsmedel
Faror
Arbetssäkerhet och hälsa (OHS/OSH):
Huvudsakliga faror
 Mycket giftig vid inandning T+, LC 50 = 100 mg/m 3 (4 timmar, råtta)
Besläktade föreningar
Besläktade föreningar


Etylklorformiat Fosgen Dietylpyrokarbonat Dimetyldikarbonat
Om inte annat anges ges data för material i standardtillstånd (vid 25 °C [77 °F], 100 kPa).
check  Y ( vad är check☒ Y N ?)

Di- tert -butyldikarbonat är ett reagens som används ofta i organisk syntes . Eftersom denna förening formellt kan betraktas som syraanhydriden härledd från en tert -butoxikarbonyl (Boc)-grupp, kallas den vanligtvis för Boc-anhydrid . Detta pyrokarbonat reagerar med aminer för att ge N - tert -butoxikarbonyl eller så kallade Boc-derivat. Dessa karbamatderivat beter sig inte som aminer, vilket gör att vissa efterföljande transformationer kan inträffa som skulle vara oförenliga med den funktionella amingruppen . Boc-gruppen kan senare avlägsnas från aminen med användning av måttligt starka syror (t.ex. trifluorättiksyra) . Således fungerar Boc som en skyddsgrupp , till exempel vid peptidsyntes i fast fas . Boc-skyddade aminer är oreaktiva mot de flesta baser och nukleofiler , vilket möjliggör användning av fluorenylmetyloxikarbonylgruppen (Fmoc) som en ortogonal skyddsgrupp.

Förberedelse

Di- tert -butyldikarbonat är billigt, så det köps vanligtvis. Klassiskt framställs denna förening från tert -butanol , koldioxid och fosgen , med användning av DABCO som bas:

Synthesis of Boc anhydride.png

Denna rutt används för närvarande kommersiellt av tillverkare i Kina och Indien. Europeiska och japanska företag använder reaktionen av natrium- tert -butoxid med koldioxid, katalyserad av p -toluensulfonsyra eller metansulfonsyra . Denna process innebär en destillation av råmaterialet vilket ger en mycket ren kvalitet.

Boc-anhydrid finns även som en 70% lösning i toluen eller THF . Eftersom boc-anhydrid kan smälta vid rumstemperatur, förenklas dess lagring och hantering ibland genom att använda en lösning.

Skydd och avskyddande av aminer

Huvudartikel: tert-butyloxikarbonylskyddsgrupp

Boc-gruppen kan sättas till aminen under vattenhaltiga betingelser med användning av di- tert -butyldikarbonat i närvaro av en bas såsom natriumbikarbonat . Skydd av aminen kan också åstadkommas i acetonitrillösning med användning av 4-dimetylaminopyridin (DMAP) som bas.

Avlägsnande av Boc i aminosyror kan åstadkommas med starka syror såsom trifluorättiksyra ren eller i diklormetan eller med HCl i metanol . En komplikation kan vara tendensen hos t-butylkatjonmellanprodukten att alkylera andra nukleofiler; rensningsmedel såsom anisol eller tioanisol kan användas. Selektiv klyvning av N-Boc-gruppen i närvaro av andra skyddsgrupper är möjlig vid användning av AICI3 .

Reaktion med trimetylsilyljodid i acetonitril följt av metanol är en mild och mångsidig metod för att avskydda Boc-skyddade aminer.

Användningen av trietylsilan som karbokatjonfångare i närvaro av trifluorättiksyra i diklormetan har visat sig leda till ökat utbyte, minskade reaktionstider, enkel upparbetning och förbättrad selektivitet för avskyddande av t -butylester och t -butoxikarbonylställen i skyddade aminosyror och peptider i närvaro av andra syrakänsliga skyddsgrupper såsom bensyloxikarbonyl- , 9-fluorenylmetoxikarbonyl- , O- och S -bensyl- och t -butyltiogrupperna.

Andra användningsområden

Syntesen av 6-acetyl-1,2,3,4-tetrahydropyridin , en viktig brödaromförening, utgående från 2-piperidon, åstadkoms med användning av t -boc-anhydrid. (Se Maillard reaktion ). Det första steget i denna reaktionssekvens är bildningen av karbamatet från reaktionen av amidkvävet med boc-anhydrid i acetonitril med användning av DMAP som katalysator.

Schematic: synthesis of 6-acetyl-1,2,3,4-tetrahydropyridine

Di- tert -butyldikarbonat finner också tillämpningar som polymerblåsmedel på grund av dess nedbrytning till gasformiga produkter vid upphettning.

Faror

Flaskor med di- tert -butyldikarbonat ansamling av internt tryck i förseglade behållare orsakade av dess långsamma nedbrytning till di- tert -butylkarbonat och slutligen tert- butanol och CO 2 i närvaro av fukt. Av denna anledning säljs och förvaras det vanligtvis i plastflaskor snarare än i glas.

Den största faran med reagenset är dess inhalationstoxicitet. Dess dödliga mediankoncentration på 100 mg/m 3 under 4 timmar hos råttor är jämförbar med den för fosgen (49 mg/m 3 under 50 min hos råttor).

  1. ^ M. Wakselman, "Di- t -butyl Dicarbonate" i Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. doi : 10.1002/047084289X .
  2. ^   Pope BM, Yamamoto Y, Tarbell DS (1977). "DI-tert-BUTYLDIKARBONAT". Organiska synteser . 57 : 45. doi : 10.15227/orgsyn.057.0045 . ISSN 0078-6209 .
  3. ^   Yochai Basel; Alfred Hassner (2000). "Di- tert -butyldikarbonat och 4-(dimetylamino)pyridin återbesökt. Deras reaktioner med aminer och alkoholer". J. Org. Chem. 65 (20): 6368–6380. doi : 10.1021/jo000257f . PMID 11052078 .
  4. ^   Williams RM, Sinclair PJ, DeMong DE, Chen D, Zhai D (2003). "ASYMMETRISK SYNTES AV N-tert-BUTOXIKARBONYL-a-AMINOSYROR. SYNTES AV (5S,6R)-4-tert-BUTOXIKARBONYL-5,6-DIFENYLMORFOLIN-2-ONE". Organiska synteser . 80 : 18. doi : 10.15227/orgsyn.080.0018 . ISSN 0078-6209 .
  5. ^   EA Englund; HN Gopi; DH Appella (2004). "En effektiv syntes av en sond för proteinfunktion: 2,3-diaminopropionsyra med ortogonala skyddsgrupper". Org. Lett. 6 (2): 213–215. doi : 10.1021/ol0361599 . PMID 14723531 .
  6. ^   DM Shendage; R. Fröhlich; G. Haufe (2004). "Mycket effektiv stereokonservativ amidering och deamidering av α-aminosyror". Org. Lett. 6 (21): 3675–3678. doi : 10.1021/ol048771l . PMID 15469321 .
  7. ^   Lundt, Behrend F.; Johansen, Nils L.; Vølund, Aage; Markussen, Jan (1978). "Avlägsnande av t-butyl- och t-butoxikarbonylskyddsgrupper med trifluorättiksyra". International Journal of Peptide and Protein Research . 12 (5): 258–268. doi : 10.1111/j.1399-3011.1978.tb02896.x . PMID 744685 .
  8. ^   Andrew B. Hughes (2011). "1. Skyddsreaktioner". I Vommina V. Sureshbabu; Narasimhamurthy Narendra (red.). Aminosyror, peptider och proteiner i organisk kemi: skyddsreaktioner, läkemedelskemi, kombinatorisk syntes . Vol. 4. s. 1–97. doi : 10.1002/9783527631827.ch1 . ISBN 9783527321032 .
  9. ^ Michael E. Jung; Mark A. Lyster (1978). "Omvandling av alkylkarbamater till aminer via behandling med trimetylsilyljodid". J. Chem. Soc., Chem. Commun. (7): 315–316. doi : 10.1039/C39780000315 .
  10. ^ Richard S. Lott; Virander S. Chauhan; Charles H. Stammer (1979). "Trimetylsilyljodid som ett peptidavblockerande medel". J. Chem. Soc., Chem. Commun. (11): 495–496. doi : 10.1039/C39790000495 .
  11. ^ Olah, G; Narang, SC (1982). "Jodotrimetylsilan - ett mångsidigt syntetiskt reagens". Tetraeder . 38 (15): 2225. doi : 10.1016/0040-4020(82)87002-6 .
  12. ^   Zhijian Liu; Nobuyoshi Yasuda; Michael Simeone; Robert A. Reamer (2014). " N -Boc-avskyddnings- och isoleringsmetod för vattenlösliga zwitterjoniska föreningar". J. Org. Chem. 79 (23): 11792–11796. doi : 10.1021/jo502319z . PMID 25376704 .
  13. ^   Mehta, Anita; Jaouhari, Rabih; Benson, Timothy J.; Douglas, Kenneth T. (1992). "Förbättrad effektivitet och selektivitet i peptidsyntes: Användning av trietylsilan som en karbokatjonfångare vid avskyddning av t-butylestrar och t-butoxikarbonylskyddade platser". Tetraederbokstäver . 33 (37): 5441–5444. doi : 10.1016/S0040-4039(00)79116-7 . ISSN 0040-4039 .
  14. ^   TJ Harrison; GR Dake (2005). "En snabb, högavkastande konstruktion av mataromföreningarna 6-acetyl-1,2,3,4-tetrahydropyridin och 2-acetyl-1-pyrrolin". J. Org. Chem. 70 (26): 10872–10874. doi : 10.1021/jo051940a . PMID 16356012 .
  15. ^    Wirth, D. (8 april 2020). "Mycket expanderbart skum för litografisk 3D-utskrift". ACS Appl. Mater. Gränssnitt . 12 (16): 19033–19043. doi : 10.1021/acsami.0c02683 . PMID 32267677 . S2CID 215603770 .
  16. ^   Wypych, George (20 februari 2017). Handbook of Foaming and Blowing Agents - 1:a upplagan (1:a upplagan). ChemTec Publishing. sid. 258. ISBN 978-1-895198-99-7 . Hämtad 4 maj 2020 .
  17. ^ "Materialsäkerhetsdatablad" (PDF) . CHEM-IMPEX INTERNATIONAL INC . Hämtad 2016-09-10 .
  18. ^ "Fosgen" . Trådlöst informationssystem för räddningspersonal . US National Library of Medicine . Hämtad 2016-09-10 .

externa länkar

  • Basel, Yochai; Hassner, Alfred (2001). "Imidazol och trifluoretanol som effektiva och milda reagenser för destruktion av överskott av di-tert-butyldikarbonat [(BOC)2O]". Syntes . 2001 (4): 0550. doi : 10.1055/s-2001-12350 .
Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Di-tert-butyl_dicarbonate&oldid=1095008911 "