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24424-99-5/常用保护基—碳酸酐二叔丁酯 (Boc)2O

概述

【英文名称】Di-t-Butyl Dicarbonate

【分子式】C10H18O5

【分子量】218.25

【 CA登录号】24424-99-5

【缩写和别名】(Boc)2O

【物理性质】低熔点无色晶体或无色液体,mp 22〜24℃,bp 56〜57°C/0.5 mmHg(66.66 Pa),d 0.950 g/cm3。溶于大多数有机溶剂,例如:四氯化碳、四氢呋喃、二氧六环、醇、丙酮、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺等,不溶于冷水。

【制备和商品】国内外试剂公司均有销售。也可在1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷的催化下,将碳酰氯与碳酸叔丁酯直接反应来制备。

【注意事项】对湿气敏感和易燃,需保存在冰箱中,在低于80 °C温度下使用。

应用

在有机化学反应中,(Boc )2O常作为胺、酚、硫醇、酰胺、内酰胺、氨基甲酸酯等底物的叔丁氧羰基化试剂 。该反应速率很快,产率也比较高。

叔丁氧羰基化反应(官能团的保护)由于酰卤试剂的稳定性较差,因此(Boc)2O被广泛用作氨基的保护基团[1,2]。该保护基团在三氟乙酸的作用下即可脱去。脂肪胺、脂环胺、芳香胺以及杂环胺类均能够与(Boc)2O反应。在适当的条件下,多官能团化合物,例如:二胺(式1)、氨基醇、氨基酸等也能够选择性地与(Boc)2O反应[3]。

常用保护基---碳酸酐二叔丁酯 (Boc)2O

其它含氮化合物(例如:酰胺、内酰胺、氨基甲酸酯等),(Boc)2O同样可以作为一种比较好的保护试剂。在无水条件下,它能够与亲核性很弱的酰胺和氨基甲酸酯发生反应 。在三乙胺和N,N-二甲基氨基吡啶(DMAP)的CH2Cl2溶液中,仲酰胺和内酰胺化合物也可以采用Boc保护(式2)[4,5]。

常用保护基---碳酸酐二叔丁酯 (Boc)2O

碳负离子、席夫碱均能够在适当条件下与(BOC)2O反应,生成相应的叔丁氧羰基化合物(式3)[6]。

常用保护基---碳酸酐二叔丁酯 (Boc)2O

氨基保护基的交换 苄氧羰基(Cbz)和Fmoc等也常作为氨基的保护基团 。在稍过量的(Boc)2O存在时,被 Cbz 或 Fmoc 保护的氨基化合物可发生保护基交换,转化为Boc保护的氨基化合物(式4)[7]。

常用保护基---碳酸酐二叔丁酯 (Boc)2O

羧基的活化 (Boc)2O除了可作为保护基外,还可作为羧基的活化基团(式5),这主要是因为 Boc-基团是一种比较好的离去基团。它与羧基反应之后在适当的条件下可以离去,从而使羧基部分处于非电中性状态而带有较好的亲电性[8]。

常用保护基---碳酸酐二叔丁酯 (Boc)2O

在适当的条件下,酚、醇、烯醇以及硫醇也能与(Boc)2O在羟基等官能团上反应生成O-Boc保护基。

参考文献

1. Liu, G.; Sieburth, S. M. Org. Lett, 2003,5,4677.

2. Ouchi, T.; Uchida, T.; Arimura, H.; Ohya, Y. Biomacromolecules 2003, 4, 477.

3. Busnel, 0.; Carreaux, F.; Carboni, B.; Pethe, S.; Goff, S. V.-L.; Mansuy, D.; Boucher, J.-L. Bioorg.Med Chem. 2005,13, 2373.

4. Gyonfalvi, S.; Szakonyi, Z.; Fulop, F. Tetrahedron: Asymmetry 2003,14,3965.

5. Janetka, J. W.; Furness, M. S.; Zhang, X.; Coop, A.; Folk, J. E.; Mattson, M. V,; Jacobson, A. E.; Rice,K. C.J. Org. Chem. 2003, 68, 3976.

6. Robin, A.; Julienne, K.;Meslin, J. C.; Deniaud, D. Tetrahedron Lett. 2004, 45, 9557.

7. Lloyd, R. C.; Smith, M. E. B.; Brick, D.; Taylor, S. J. C.; Chaplin, D. A.; McCague, R. Org. Proc. Res.Dev. 2002, 6, 762.

8. Ma, D. W.; Xia, C. F. Org. Lett. 2001,3,2583.