碳二亚胺,(Carbodiimide),含有N=C=N官能团,是一类常用的失水剂。一般由硫脲失硫化氢或脲失水制备,水解得到脲衍生物。主要用于活化羧基,促使酰胺和酯的生成。
有机合成中,碳二亚胺是一类常用的失水剂,主要用于活化羧基,促使酰胺和酯的生成。反应中常加入N-羟基
苯并三氮唑或N-羟基
琥珀酰亚胺,可以提高产率,减少副反应的发生。
羧酸先与碳二亚胺反应生成中间体O-酰基
异硫脲,类似于引入酯基活化羧酸。而后O-酰基
异硫脲与胺反应生成目标产物酰胺和脲。O-酰基
异硫脲可以与另一分子羧酸反应生成酸酐,酸酐与胺反应也得到酰胺。
反应的副产物主要是O-酰基
异硫脲重排生成的N-
酰基脲。使用低介电常数的溶剂(如二氯甲烷、氯仿)可减少N-
酰基脲的生成。
DCC(
二环己基碳二亚胺)是最早使用的碳二亚胺之一,大多用在
多肽合成中的接肽一步。DCC作失水剂的反应产率很高,并且试剂的价格也不昂贵。
1.副产物N,N'-二
环己基脲不溶于水,一般用过滤除去,但仍有少量残留于溶液中,难以除净;
2.产物N,N'-二异
丙基脲可溶于大多数有机溶剂,很容易通过溶剂萃取除去,DIC也因此常用在固态合成中;
EDC(1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐)是个可溶于水的碳二亚胺,在酰胺合成中用作羧基的活化试剂,也用于活化磷酸酯基团、蛋白质与核酸的交联和免疫偶连物的制取。使用时的pH范围为4.0-6.0,常和
N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)或
N-羟基硫代琥珀酰亚胺连用,以提高偶联效率。有机化学中用EDC和催化剂
4-二甲氨基吡啶(DMAP)使羧酸与醇发生酯化。