Di-tert-butyldicarbonat

Di-tert-butyldicarbonat [im Labor umgangssprachlich auch Boc-Anhydrid (Boc2O) oder Diboc genannt] ist eine flüssige, chemische Verbindung, die strukturell sowohl zu den Estern als auch zu den Säureanhydriden gerechnet werden kann.

Strukturformel
Struktur von Di-tert-butyldicarbonat
Allgemeines
Name Di-tert-butyldicarbonat
Andere Namen
  • Bis(2-methyl-2-propanyl)dicarbonat (IUPAC)
  • Boc-Anhydrid
  • Diboc
  • Boc2O
  • Di-tert-butylpyrocarbonat
  • Pyrokohlensäuredi-tert-butylester
Summenformel C10H18O5
Kurzbeschreibung

farbloser Feststoff oder Flüssigkeit[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 24424-99-5
EG-Nummer 246-240-1
ECHA-InfoCard 100.042.021
PubChem 90495
ChemSpider 81704
Wikidata Q175718
Eigenschaften
Molare Masse 218,25 g·mol−1
Aggregatzustand

flüssig

Dichte

1,02 g·cm−3 (20 °C)[1]

Schmelzpunkt

20–23 °C[1]

Siedepunkt

56–57 °C (0,7 hPa)[1]

Löslichkeit

nahezu unlöslich in Wasser[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[2]
Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahrensymbol

Gefahr

H- und P-Sätze H: 226​‐​330​‐​315​‐​317​‐​318​‐​335
P: 210​‐​260​‐​280​‐​304+340+310​‐​305+351+338+310​‐​370+378[2]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Verwendung

Die hauptsächliche Verwendung von Di-tert-butyldicarbonat ist die Einführung der tert-Butyloxycarbonyl-Gruppe (Boc-Gruppe), einer der am häufigsten eingesetzten Schutzgruppen in der organischen Chemie. Es ist die meistgenutzte Chemikalie zum Schutz von Aminofunktionen bei chemischen Reaktionen, besonders in der Peptid- und Glycopeptidchemie.

Außerdem können mit Di-tert-butyldicarbonat primäre aliphatische und aromatische Amine, bei Anwesenheit katalytischer Mengen von 4-(Dimethylamino)pyridin (DMAP), in die entsprechenden Isocyanate überführt werden.[3]

Herstellung

Di-tert-butyldicarbonat wird weltweit nach zwei Verfahren hergestellt: Einerseits durch Umsetzung von Natrium- oder Kalium-tert-butylat mit Phosgen oder Phosgenderivaten und andererseits die katalytische Reaktion von Natrium-tert-butylat mit Kohlendioxid. Die Darstellung aus Kalium-tert-butanolat und Phosgen verläuft nach folgendem Schema:[4]

Synthese von Boc-Anhydride

Spaltung

Die Boc-Schutzgruppe kann – im Gegensatz zur Cbz-Schutzgruppe – bereits mittels verdünnter wässriger Säure (≈3 M HCl) via E1-Schritt abgespalten werden. Die Spaltungsprodukte sind CO2 und Isobuten, beide sind flüchtig und kontaminieren so das entschützte Amin nicht. Boc ist außerordentlich stabil gegenüber Basen, sogar gegenüber OH−, da die Carbonylgruppe sterisch gehindert ist.[5]

Der Mechanismus der Spaltung:

Abspaltungsmechanismus der Boc-Schutzgruppe

Gefahren

Di-tert-butyldicarbonat ist beim Einatmen sehr giftig. Die LC50 bei Ratten ist 0,1 mg/L bei 4 h.[6]

Einzelnachweise
  1. Datenblatt Di-tert-butyldicarbonat bei Merck, abgerufen am 19. Januar 2011.
  2. Eintrag zu Di-tert-butyldicarbonat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 8. Januar 2018. (JavaScript erforderlich)
  3. Hans-Joachim Knölker, Tobias Braxmeier, Georg Schlechtingen: A Novel Method for the Synthesis of Isocyanates Under Mild Conditions. In: Angewandte Chemie International Edition in English. 34, 1995, S. 2497–2500, doi:10.1002/anie.199524971.
  4. Barry M. Pope, Yutaka Yamamoto, and D. Stanley Tarbell: Dicarbonic acid, bis(1,1-dimethylethyl) ester In: Organic Syntheses. 57, 1977, S. 45, doi:10.15227/orgsyn.057.0045; Coll. Vol. 6, 1988, S. 418 (PDF).
  5. Jonathan Clayden, Nick Greeves, Stuart Warren: Organic Chemistry. Oxford University Press; 2. Auflage, 2012, S. 558.
  6. Sigma Aldrich: Sigma Aldrich SDS. Abgerufen am 17. Dezember 2020.
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