碳二亞胺
碳二亞胺(Carbodiimide)含有N=C=N官能團,是一類常用的失水劑。一般由硫脲失硫化氫或脲失水製備,水解得到脲衍生物。
用途
有機合成中,碳二亞胺是一類常用的失水劑,主要用於活化羧基,促使酰胺和酯的生成。反應中常加入N-羥基苯並三唑或N-羥基琥珀酰亞胺,可以提高產率,減少副反應的發生。
機理
羧酸與胺在碳二亞胺作失水劑下縮合的反應如下圖。羧酸1先與碳二亞胺反應生成中間體O-酰基異脲2,類似於引入酯基活化羧酸。而後2與胺反應生成目標產物酰胺3和脲4。2可以與另一分子羧酸反應生成酸酐5,酸酐與胺反應也得到酰胺3。
DCC
DCC(二環己基碳二亞胺)是最早使用的碳二亞胺之一,大多用在多肽合成中的接肽一步。DCC作失水劑的反應產率很高,並且試劑的價格也不昂貴。
但DCC也有很多缺點限制了它的應用:
DIC
DIC(N,N'-二異丙基碳二亞胺)用作DCC的替代品,與DCC相比有以下幾點優勢:
EDC
EDC | |
---|---|
IUPAC名 1-ethyl-3-(3-dimethyl aminopropyl) carbodiimide hydrochloride | |
別名 | 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽 |
識別 | |
CAS號 | 25952-53-8 |
SMILES |
|
性質 | |
化學式 | C8H17N3·HCl |
摩爾質量 | 191.70 g·mol⁻¹ |
熔點 | < 110-114 °C |
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。 |
EDC是個可溶於水的碳二亞胺,在酰胺合成中用作羧基的活化試劑,也用於活化磷酸酯基團、蛋白質與核酸的交聯和免疫偶連物的製取。使用時的pH範圍為4.0-6.0,常和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)或N-羥基硫代琥珀酰亞胺連用,以提高偶聯效率。
施特格利希酯化反應中,用EDC和催化劑4-二甲氨基吡啶(DMAP)使羧酸與醇發生酯化。
參考資料
- Nakajima, N; Ikada, Y; Bioconjug Chem. 1995, 6(1), 123-130. Abstract
- Skotnicki, S; Tetrahedron Lett. 1994, 35(2), 197-200. [1]