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Articulo de referencia

dicarbonato de di- terc -butilo

Boc anhydride Boc 2 O BocOBoc"},"Section1":{"wt":"{{Chembox Identifiers\n| ChEBI_Ref = {{ebicite|correct|EBI}}\n| ChEBI = 48500\n| SMILES = O=C(OC(=O)OC(C)(C)C)OC(C)(C)C\n| Chem...

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El dicarbonato de di- terc -butilo es un reactivo ampliamente utilizado en síntesis orgánica . [ 1 ] Dado que este compuesto puede considerarse formalmente como el anhídrido ácido derivado de un grupo terc -butoxicarbonilo (Boc), se le conoce comúnmente como anhídrido de Boc . Este pirocarbonato reacciona con aminas para dar N - terc -butoxicarbonilo o los llamados derivados de Boc. Estos derivados de carbamato no se comportan como aminas, lo que permite que ocurran ciertas transformaciones posteriores que serían incompatibles con el grupo funcional amina . El grupo Boc puede eliminarse posteriormente de la amina utilizando ácidos moderadamente fuertes (por ejemplo, ácido trifluoroacético ). Así, Boc sirve como grupo protector , por ejemplo, en la síntesis de péptidos en fase sólida . Las aminas protegidas con Boc no reaccionan con la mayoría de las bases y nucleófilos , lo que permite el uso del grupo fluorenilmetiloxicarbonilo (Fmoc) como grupo protector ortogonal.

Preparación

El dicarbonato de di- terc -butilo es económico, por lo que generalmente se compra. Clásicamente, este compuesto se prepara a partir de terc -butanol , dióxido de carbono y fosgeno , utilizando DABCO como base: [ 2 ]

Actualmente, fabricantes de China e India emplean esta ruta comercialmente. Empresas europeas y japonesas utilizan la reacción del terc -butóxido de sodio con dióxido de carbono, catalizada por ácido p- toluenosulfónico o ácido metanosulfónico . Este proceso implica la destilación del material crudo, obteniendo un producto de alta pureza.

El anhídrido boc también está disponible como solución al 70% en tolueno o THF . Dado que el anhídrido boc puede fundirse a temperatura ambiente, su almacenamiento y manipulación a veces se simplifican utilizando una solución.

Protección y desprotección de aminas

El grupo Boc puede añadirse a la amina en condiciones acuosas utilizando dicarbonato de di- terc -butilo en presencia de una base como el bicarbonato de sodio . La protección de la amina también puede realizarse en solución de acetonitrilo utilizando 4-dimetilaminopiridina (DMAP) como base. [ 3 ]

La eliminación del Boc en aminoácidos se puede lograr con ácidos fuertes como el ácido trifluoroacético puro o en diclorometano o con HCl en metanol . [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] Una complicación puede ser la tendencia del intermedio catiónico t-butilo a alquilar otros nucleófilos; se pueden usar agentes secuestrantes como anisol o tioanisol . [ 7 ] [ 8 ] La escisión selectiva del grupo N-Boc en presencia de otros grupos protectores es posible cuando se usa AlCl 3 .

La reacción con yoduro de trimetilsililo en acetonitrilo seguida de metanol es un método suave y versátil para desproteger aminas protegidas con Boc. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]

Se ha demostrado que el uso de trietilsilano como captador de carbocationes en presencia de ácido trifluoroacético en diclorometano conduce a mayores rendimientos, tiempos de reacción reducidos, un procesamiento sencillo y una selectividad mejorada para la desprotección de los sitios éster t -butílico y t -butoxicarbonilo en aminoácidos y péptidos protegidos en presencia de otros grupos protectores sensibles al ácido, como los grupos benciloxicarbonilo , 9-fluorenilmetoxicarbonilo , O- y S -bencilo y t -butiltio. [ 13 ]

Otros usos

La síntesis de 6-acetil-1,2,3,4-tetrahidropiridina , un importante compuesto aromático del pan, a partir de 2-piperidona se logró utilizando anhídrido t -boc. [ 14 ] (Véase la reacción de Maillard ). El primer paso en esta secuencia de reacción es la formación del carbamato a partir de la reacción del nitrógeno amídico con anhídrido boc en acetonitrilo utilizando DMAP como catalizador.

Esquema: síntesis de 6-acetil-1,2,3,4-tetrahidropiridina

El dicarbonato de di- terc -butilo también encuentra aplicaciones como agente espumante de polímeros debido a su descomposición en productos gaseosos al calentarse. [ 15 ] [ 16 ]

Peligros

Las botellas de dicarbonato de di- terc -butilo acumulan presión interna en los envases sellados debido a su lenta descomposición en carbonato de di- terc -butilo y, finalmente, en terc -butanol y CO₂ en presencia de humedad. Por este motivo, suele venderse y almacenarse en botellas de plástico en lugar de vidrio.

El principal peligro del reactivo es su toxicidad por inhalación. Su concentración letal media de 100  mg/m³ durante 4 horas en ratas [ 17 ] es comparable a la del fosgeno [ 18 ] (49  mg/m³ durante 50 minutos en ratas).

Referencias

  1. ↑ M. Wakselman, "Dicarbonato de di -t -butilo" en Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica (Ed.: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, Nueva York. doi : 10.1002/047084289X .
  2. ↑ Pope BM, Yamamoto Y, Tarbell DS (1977). "DI-tert-BUTIL DICARBONATO". Organic Syntheses . 57 : 45. doi : 10.15227/orgsyn.057.0045 . ISSN 0078-6209 . 
  3. ↑ Yochai Basel; Alfred Hassner (2000). "Dicarbonato de di- terc -butilo y 4-(dimetilamino)piridina revisados. Sus reacciones con aminas y alcoholes". J. Org. Chem. 65 (20): 6368– 6380. doi : 10.1021/jo000257f . PMID 11052078 . 
  4. ↑ Williams RM, Sinclair PJ, DeMong DE, Chen D, Zhai D (2003). "SÍNTESIS ASIMÉTRICA DE N-tert-BUTOXICARBONIL α-AMINOÁCIDOS. SÍNTESIS DE (5S,6R)-4-tert-BUTOXICARBONIL-5,6-DIFENILMORFOLIN-2-ONA". Organic Syntheses . 80 : 18. doi : 10.15227/orgsyn.080.0018 . ISSN 0078-6209 . 
  5. ↑ EA Englund; HN Gopi; DH Appella (2004). "Una síntesis eficiente de una sonda para la función de las proteínas: ácido 2,3-diaminopropiónico con grupos protectores ortogonales". Org. Lett. 6 (2): 213– 215. doi : 10.1021/ol0361599 . PMID 14723531 . 
  6. ↑ DM Shendage; R. Fröhlich; G. Haufe (2004). "Amidación y desamidación estereoconservativa altamente eficiente de α-aminoácidos". Org. Lett. 6 (21): 3675– 3678. doi : 10.1021/ol048771l . PMID 15469321 . 
  7. ↑ Lundt, Behrend F.; Johansen, Nils L.; Vølund, Aage; Markussen, Jan (1978). "Eliminación de grupos protectores t-butilo y t-butoxicarbonilo con ácido trifluoroacético". International Journal of Peptide and Protein Research . 12 (5): 258– 268. doi : 10.1111/j.1399-3011.1978.tb02896.x . PMID 744685 . 
  8. ↑ Andrew B. Hughes (2011). "1. Reacciones de protección". En Vommina V. Sureshbabu; Narasimhamurthy Narendra (eds.). Aminoácidos, péptidos y proteínas en química orgánica: reacciones de protección, química medicinal, síntesis combinatoria . Vol. 4. pp. 1–97 . doi : 10.1002/9783527631827.ch1 . ISBN   9783527321032.
  9. ↑ Michael E. Jung; Mark A. Lyster (1978). "Conversión de carbamatos de alquilo en aminas mediante tratamiento con yoduro de trimetilsililo". J. Chem. Soc., Chem. Commun. (7): 315–316 . doi : 10.1039/C39780000315 .
  10. ↑ Richard S. Lott; Virander S. Chauhan; Charles H. Stammer (1979). "Yoduro de trimetilsililo como agente desbloqueante de péptidos". J. Chem. Soc., Chem. Commun. (11): 495– 496. doi : 10.1039/C39790000495 .
  11. ↑ Olah, G; Narang, SC (1982). "Yodotrimetilsilano: un reactivo sintético versátil". Tetrahedron . 38 (15): 2225. doi : 10.1016/0040-4020(82)87002-6 .
  12. ↑ Zhijian Liu; Nobuyoshi Yasuda; Michael Simeone; Robert A. Reamer (2014). " Método de desprotección y aislamiento de N -Boc para compuestos zwitteriónicos solubles en agua". J. Org. Chem. 79 (23): 11792– 11796. doi : 10.1021/jo502319z . PMID 25376704 . 
  13. ↑ Mehta, Anita; Jaouhari, Rabih; Benson, Timothy J.; Douglas, Kenneth T. (1992). "Mejora de la eficiencia y selectividad en la síntesis de péptidos: uso de trietilsilano como captador de carbocationes en la desprotección de ésteres de t-butilo y sitios protegidos con t-butoxicarbonilo". Tetrahedron Letters . 33 (37): 5441– 5444. doi : 10.1016/S0040-4039(00)79116-7 . ISSN 0040-4039 . 
  14. ↑ TJ Harrison; GR Dake (2005). "Una síntesis rápida y de alto rendimiento de los compuestos aromáticos alimentarios 6-acetil-1,2,3,4-tetrahidropiridina y 2-acetil-1-pirrolina". J. Org. Chem. 70 (26): 10872– 10874. doi : 10.1021/jo051940a . PMID 16356012 . 
  15. ↑ Wirth, D. (8 de abril de 2020). "Espuma altamente expandible para impresión 3D litográfica". ACS Appl. Mater. Interfaces . 12 (16): 19033– 19043. doi : 10.1021/acsami.0c02683 . PMID 32267677 . S2CID 215603770 .  
  16. ↑ Wypych, George (20 de febrero de 2017). Manual de agentes espumantes y generadores de espuma - 1.ª edición (1.ª ed.). ChemTec Publishing. pág. 258. ISBN   978-1-895198-99-7. Consultado el 4 de mayo de 2020 .
  17. ↑ "Hoja de datos de seguridad del material" (PDF) . CHEM-IMPEX INTERNATIONAL INC . Consultado el 10 de septiembre de 2016 .
  18. ↑ "Fosgeno" . Sistema de información inalámbrica para personal de respuesta a emergencias . Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Archivado del original el 25 de febrero de 2013. Consultado el 10 de septiembre de 2016 .
  • Basel, Yochai; Hassner, Alfred (2001). "Imidazol y trifluoroetanol como reactivos eficientes y suaves para la destrucción del exceso de dicarbonato de di-terc-butilo [(BOC)2O]". Synthesis . 2001 (4): 0550. doi : 10.1055/s-2001-12350 . S2CID 97029361 .