N , N' -Дициклогексилкарбодиимид

N , N' -Дициклогексилкарбодиимид
Имена
	Предпочтительное название ИЮПАК N , N' -Дициклогексилметандиимин
	Другие имена Дициклогексилметандиимин ; N , N' -Дициклогексилкарбодиимид ; ДКК, DCCD, DCCI
Идентификаторы
Номер CAS	538-75-0 ;
3D model ( JSmol )	Интерактивное изображение ;
Справочник Байльштейна	610662
КЭБ	ЧЕБИ:53090 ;
ХЭМБЛ	ХЕМБЛ162598 ;
ХимическийПаук	10408 ;
Информационная карта ECHA	100.007.914
Номер ЕС	208-704-1 ;
Справочник Гмелина	51651
ПабХим CID	10868 ;
номер РТЭКС	ФФ2160000 ;
НЕКОТОРЫЙ	0T1427205E ;
Число	2811
Панель управления CompTox ( EPA )	DTXSID1023817 ;
	показывать ИнЧИ
	показывать УЛЫБКИ
Характеристики
Химическая формула	С 13 Ч 22 Н 2
Молярная масса	206.333 g·mol −1
Появление	белый кристаллический порошок
Запах	сладкий
Плотность	1,325 г/см 3 , твердый
Температура плавления	34 ° С (93 ° F; 307 К)
Точка кипения	122 ° C (252 ° F; 395 К) (при 6 мм рт. ст.)
Растворимость в воде	не растворимый
Опасности
	СГС Маркировка :
Пиктограммы
Сигнальное слово	Опасность
Заявления об опасности	Х302 , Х311 , Х317 , Х318
Меры предосторожности	P261 , P264 , P270 , P272 , P280 , P301+P312 , P302+P352 , P305+P351+P338 , P310 , P312 , P321 , P322 , P330 , P333+P313 , P361 , P363 , 05 , P501
NFPA 704 (огненный алмаз)	3 1
точка возгорания	113 ° С (235 ° F, 386 К)
Родственные соединения
Родственные карбодиимиды	ДИК , ЭДЦ
	Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). проверить ( что такое ?) Ссылки на инфобоксы

N , N' -Дициклогексилкарбодиимид ( DCC или DCCD ) ^{[ 1 ]} представляет собой органическое соединение с химической формулой (C ₆ H ₁₁ N) ₂ C. Это воскообразное белое твердое вещество со сладким запахом. Его основное применение – соединение аминокислот во время искусственного синтеза пептидов . Низкая температура плавления этого материала позволяет легко его плавить. Он хорошо растворим в дихлорметане , тетрагидрофуране , ацетонитриле и диметилформамиде , но нерастворим в воде .

Структура и спектроскопия

Ядро C-N=C=N-C карбодиимидов (N=C=N) линейное и связано со структурой аллена . Молекула обладает идеализированной C ₂ симметрией .

Фрагмент N=C=N дает характерную ИК-спектроскопическую подпись при 2117 см-1. ⁻¹. ^{[ 2 ]} ¹⁵ N Спектр ЯМР показывает характерный сдвиг азотной кислоты в сильное поле на 275 м.д. и ¹³Спектр ЯМР 1С имеет пик около 139 м.д. в слабом поле от ТМС . ^{[ 3 ]}

Подготовка

DCC получают декарбоксилированием циклогексилизоцианата с использованием оксидов фосфина в качестве катализатора: ^{[ 4 ]}

2 C ₆ H ₁₁ NCO → (C ₆ H ₁₁ N) ₂ C + CO ₂

Альтернативные катализаторы этого превращения включают высоконуклеофильный OP(MeNCH ₂ CH ₂ ) ₃ N. ^{[ 2 ]}

Другие методы

Представляющий академический интерес ацетат палладия , йод и кислород можно использовать для соединения циклогексиламина и циклогексилизоцианида . ^{[ 5 ]} При использовании этого пути была достигнута доходность до 67%:

C ₆ H ₁₁ NC + C ₆ H ₁₁ NH ₂ + O ₂ → (C ₆ H ₁₁ N) ₂ C + H ₂ O

DCC также получали из дициклогексилмочевины с использованием катализатора фазового переноса . Двузамещенная мочевина, аренсульфонилхлорид и карбонат калия реагируют в толуоле в присутствии хлорида бензилтриэтиламмония с образованием DCC с выходом 50%. ^{[ 6 ]}

Реакции

Образование амидов, пептидов и эфиров

DCC — дегидратирующий агент для получения амидов , кетонов и нитрилов . ^{[ 1 ]} В этих реакциях DCC гидратируется с образованием дициклогексилмочевины (DCU), соединения, которое практически нерастворимо в большинстве органических растворителей и нерастворимо в воде. Таким образом, большая часть DCU легко удаляется путем фильтрации, хотя последние следы может быть трудно удалить из неполярных продуктов. DCC также можно использовать для инвертирования вторичных спиртов . При этерификации Стеглиха спирты, включая даже некоторые третичные спирты, можно этерифицировать с использованием карбоновой кислоты в присутствии DCC и каталитического количества DMAP . ^{[ 7 ]}

В синтезе белка (например, в Fmoc твердотельных синтезаторах ) N-конец аминокислот мономеры часто используется в качестве места прикрепления, к которому добавляются . Чтобы повысить электрофильность карбоксилатной группы, отрицательно заряженный кислород сначала необходимо «активировать» в более уходящую группу . Для этой цели используется DCC. Отрицательно заряженный кислород будет действовать как нуклеофил , атакуя центральный углерод в DCC. DCC временно присоединяется к бывшей карбоксилатной группе, образуя высокоэлектрофильный промежуточный продукт, что делает нуклеофильную атаку концевой аминогруппы на растущий пептид более эффективной.

Окисление Моффатта

В сочетании с диметилсульфоксидом (ДМСО) DCC влияет на окисление Пфицнера-Моффата . ^{[ 8 ]} Этот метод используется для окисления спиртов до альдегидов и кетонов. , опосредованного металлами В отличие от окисления , такого как окисление Джонса , условия реакции достаточно мягкие, чтобы избежать чрезмерного окисления альдегидов до карбоновых кислот. Обычно три эквивалента DCC и 0,5 эквивалента источника протонов в ДМСО позволяют вступать в реакцию в течение ночи при комнатной температуре. Реакцию гасят кислотой.

Другие реакции

Реакция кислоты с пероксидом водорода в присутствии ДЦК приводит к образованию пероксидной связи.
Спирты также можно обезвоживать с помощью DCC. Эта реакция протекает сначала с образованием промежуточного соединения O -ацилмочевины, которое затем подвергается гидрогенолизу с образованием соответствующего алкена:

RCHOHCH ₂ R' + (C ₆ H ₁₁ N) ₂ C → RCH=CHR' + (C ₆ H ₁₁ NH) ₂ CO

Вторичные спирты можно стереохимически инвертировать путем образования формилового эфира с последующим омылением . Вторичный спирт смешивается непосредственно с DCC, муравьиной кислотой и сильным основанием, таким как метоксид натрия .
В присутствии ДМАП DCC самоконденсирует две молекулы фенилуксусной кислоты и ее замещенных производных с образованием бисбензилкетона . ^{[ 9 ]}

Биологическое действие

DCC является классическим ингибитором АТФ-синтазы . ^{[ 10 ]} DCC ингибирует АТФ-синтазу, связываясь с одной из субъединиц c и вызывая стерическое затруднение вращения _{F O.} субъединицы ^{[ 11 ]}

Безопасность

DCC часто вызывает сыпь. ^{[ 1 ]} Исследования кожной сенсибилизации in vivo в соответствии со стандартом OECD 429. ^{[ 12 ]} подтверждено, что DCC является сильным сенсибилизатором кожи , демонстрируя ответ на уровне 0,03 мас.% в тесте локального лимфатического узла (LLNA), что относит его к в Согласованной на глобальном уровне системе классификации и маркировки химических веществ (GHS) . категории 1A по кожной сенсибилизации ^{[ 13 ]} Анализ термической опасности с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) показывает, что DCC представляет минимальный риск взрыва. ^{[ 14 ]}

См. также

Карбодиимид

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с Джеффри С. Альберт; Эндрю Д. Гамильтон; Эми С. Харт; Сяомин Фэн; Лили Лин; Чжэнь Ван (2017). «1,3-Дициклогексилкарбодиимид». ЭЭРОС : 1–9. дои : 10.1002/047084289X.rd146.pub3 . ISBN 978-0-470-84289-8 .
^ Jump up to: ^а ^б Тан, Дж.; Мохан, Т.; Веркаде, Дж. Г. (1994). «Селективный и эффективный синтез пергидро-1,3,5-триазин-2,4,6-трионов и карбодиимидов из изоцианатов с использованием катализаторов ZP (MeNCH ₂ CH ₂ ) ₃ N». Журнал органической химии . 59 (17): 4931–4938. дои : 10.1021/jo00096a041 .
^ Явари, И.; Робертс, доктор медицинских наук (1978). «Спектроскопия ядерного магнитного резонанса азота-15. Карбодиимиды» (PDF) . Журнал органической химии . 43 (25): 4689–4690. дои : 10.1021/jo00419a001 .
^ Кэмпбелл, ТВ; Монагл, Джей-Джей (1963). «Дифенилкарбодиимид». Органические синтезы . 43:31 . дои : 10.15227/orgsyn.043.0031 .
^ При-Бар, И.; Шварц, Дж. (1997). «Синтез N,N-диалкилкарбодиимида катализируемым палладием сочетанием аминов с изонитрилами». Химические коммуникации . 1997 (4): 347–348. дои : 10.1039/a606012i .
^ Ясай, З.М.; Петнехази, И.; Тёке, Л.; Саяни, Б. (1987). «Получение карбодиимидов с использованием межфазного катализа». Синтез . 1987 (5): 520–523. дои : 10.1055/s-1987-27992 .
^ Нейсес, Б.; Стеглич, В. (1985). «Этерификация карбоновых кислот дициклогексилкарбодиимидом/4-диметиламинопиридином: трет -бутилэтилфумарат». Органические синтезы . 63 : 183. дои : 10.15227/orgsyn.063.0183 .
^ Джон Г. Моффат (1967). «Холан-24-ал». Орг. Синтез . 47:25 . дои : 10.15227/orgsyn.047.0025 .
^ Бхандари, Сумита; Рэй, Супрабхат (17 июня 1997 г.). «Новый синтез бисбензилкетонов путем конденсации фенилуксусной кислоты, индуцированной DCC». Синтетические коммуникации . 28 (5): 765–771. дои : 10.1080/00032719808006472 .
^ Хонг С., Педерсен П.Л. (2008). «АТФ-синтаза и действие ингибиторов, используемых для изучения ее роли в здоровье человека, заболеваниях и других научных областях» . Микробиол Мол Биол Rev. 72 (4): 590–641. дои : 10.1128/MMBR.00016-08 . ПМК 2593570 . ПМИД 19052322 .
^ Тоэй М., Нодзи Х. (2013). «Одномолекулярный анализ F ₀ F ₁ -АТФ-синтазы, ингибированной N , N -дициклогексилкарбодиимидом» . J Биол Хим . 288 (36): 25717–25726. дои : 10.1074/jbc.M113.482455 . ПМЦ 3764779 . ПМИД 23893417 .
^ ОЭСР (2010). Тест № 429: Сенсибилизация кожи: анализ местных лимфатических узлов . Париж: Организация экономического сотрудничества и развития.
^ Грэм, Джессика С.; Трехо-Мартен, Алехандра; Чилтон, Мартин Л.; Косталь, Якуб; Берку, Джоэл; Бютнер, Грегори Л.; Бруен, Ума С.; Долан, Дэвид Г.; Гомес, Стивен; Хиллегасс, Джедд; Николетт, Джон; Шмитц, Мэтью (20 июня 2022 г.). «Оценка вреда для здоровья, связанного с пептидными соединениями» . Химические исследования в токсикологии . 35 (6): 1011–1022. doi : 10.1021/acs.chemrestox.2c00031 . ISSN 0893-228X . ПМЦ 9214767 . ПМИД 35532537 .
^ Сперри, Джеффри Б.; Минтир, Кристофер Дж.; Тао, ЦзинЯ; Джонсон, Ребекка; Дузгунер, Ремзи; Хоксворт, Майкл; Хорошо, Саманта; Ричардсон, Пол Ф.; Барнхарт, Ричард; Билл, Дэвид Р.; Джусто, Роберт А.; Уивер, Джон Д. (21 сентября 2018 г.). «Оценка термической стабильности реагентов, связывающих пептиды, обычно используемых в фармацевтическом производстве» . Исследования и разработки органических процессов . 22 (9): 1262–1275. дои : 10.1021/acs.oprd.8b00193 . ISSN 1083-6160 .

Внешние ссылки

Прекрасную иллюстрацию этого механизма можно найти здесь: [1] .

[eros-1] Jump up to: ^а ^б ^с Джеффри С. Альберт; Эндрю Д. Гамильтон; Эми С. Харт; Сяомин Фэн; Лили Лин; Чжэнь Ван (2017). «1,3-Дициклогексилкарбодиимид». ЭЭРОС : 1–9. дои : 10.1002/047084289X.rd146.pub3 . ISBN 978-0-470-84289-8 .

[tang-2] Jump up to: ^а ^б Тан, Дж.; Мохан, Т.; Веркаде, Дж. Г. (1994). «Селективный и эффективный синтез пергидро-1,3,5-триазин-2,4,6-трионов и карбодиимидов из изоцианатов с использованием катализаторов ZP (MeNCH ₂ CH ₂ ) ₃ N». Журнал органической химии . 59 (17): 4931–4938. дои : 10.1021/jo00096a041 .

[3] Явари, И.; Робертс, доктор медицинских наук (1978). «Спектроскопия ядерного магнитного резонанса азота-15. Карбодиимиды» (PDF) . Журнал органической химии . 43 (25): 4689–4690. дои : 10.1021/jo00419a001 .

[4] Кэмпбелл, ТВ; Монагл, Джей-Джей (1963). «Дифенилкарбодиимид». Органические синтезы . 43:31 . дои : 10.15227/orgsyn.043.0031 .

[5] При-Бар, И.; Шварц, Дж. (1997). «Синтез N,N-диалкилкарбодиимида катализируемым палладием сочетанием аминов с изонитрилами». Химические коммуникации . 1997 (4): 347–348. дои : 10.1039/a606012i .

[6] Ясай, З.М.; Петнехази, И.; Тёке, Л.; Саяни, Б. (1987). «Получение карбодиимидов с использованием межфазного катализа». Синтез . 1987 (5): 520–523. дои : 10.1055/s-1987-27992 .

[7] Нейсес, Б.; Стеглич, В. (1985). «Этерификация карбоновых кислот дициклогексилкарбодиимидом/4-диметиламинопиридином: трет -бутилэтилфумарат». Органические синтезы . 63 : 183. дои : 10.15227/orgsyn.063.0183 .

[8] Джон Г. Моффат (1967). «Холан-24-ал». Орг. Синтез . 47:25 . дои : 10.15227/orgsyn.047.0025 .

[9] Бхандари, Сумита; Рэй, Супрабхат (17 июня 1997 г.). «Новый синтез бисбензилкетонов путем конденсации фенилуксусной кислоты, индуцированной DCC». Синтетические коммуникации . 28 (5): 765–771. дои : 10.1080/00032719808006472 .

[10] Хонг С., Педерсен П.Л. (2008). «АТФ-синтаза и действие ингибиторов, используемых для изучения ее роли в здоровье человека, заболеваниях и других научных областях» . Микробиол Мол Биол Rev. 72 (4): 590–641. дои : 10.1128/MMBR.00016-08 . ПМК 2593570 . ПМИД 19052322 .

[11] Тоэй М., Нодзи Х. (2013). «Одномолекулярный анализ F ₀ F ₁ -АТФ-синтазы, ингибированной N , N -дициклогексилкарбодиимидом» . J Биол Хим . 288 (36): 25717–25726. дои : 10.1074/jbc.M113.482455 . ПМЦ 3764779 . ПМИД 23893417 .

[12] ОЭСР (2010). Тест № 429: Сенсибилизация кожи: анализ местных лимфатических узлов . Париж: Организация экономического сотрудничества и развития.

[13] Грэм, Джессика С.; Трехо-Мартен, Алехандра; Чилтон, Мартин Л.; Косталь, Якуб; Берку, Джоэл; Бютнер, Грегори Л.; Бруен, Ума С.; Долан, Дэвид Г.; Гомес, Стивен; Хиллегасс, Джедд; Николетт, Джон; Шмитц, Мэтью (20 июня 2022 г.). «Оценка вреда для здоровья, связанного с пептидными соединениями» . Химические исследования в токсикологии . 35 (6): 1011–1022. doi : 10.1021/acs.chemrestox.2c00031 . ISSN 0893-228X . ПМЦ 9214767 . ПМИД 35532537 .

[14] Сперри, Джеффри Б.; Минтир, Кристофер Дж.; Тао, ЦзинЯ; Джонсон, Ребекка; Дузгунер, Ремзи; Хоксворт, Майкл; Хорошо, Саманта; Ричардсон, Пол Ф.; Барнхарт, Ричард; Билл, Дэвид Р.; Джусто, Роберт А.; Уивер, Джон Д. (21 сентября 2018 г.). «Оценка термической стабильности реагентов, связывающих пептиды, обычно используемых в фармацевтическом производстве» . Исследования и разработки органических процессов . 22 (9): 1262–1275. дои : 10.1021/acs.oprd.8b00193 . ISSN 1083-6160 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]