二碳酸二叔丁酯制备以及需要注意事项
2019-07-25
二碳酸二叔丁酯 是一种新型的氨基保护剂, 有机合成中用来引入叔丁氧羰基保护剂, 特别适用于氨基酸的氨基保护。广泛应用于医药、蛋白质及多肽合成、生物化学、食品、化妆品等多种产品的合成中。成品为无色结晶体或无色液体, 熔点22~23 ℃, 沸点56~57 ℃/66 Pa, 折光率( ND20)1.409, 相对密度0.950。溶解于四氢呋喃、正己烷、苯和三氯甲烷等有机溶剂, 微溶于水。
二碳酸二叔丁酯制备方法:
叔丁醇钾溶于无水四氢呋喃,在-5~-20℃通入干燥的二氧化碳,生成浆状物,继续保持低温,滴加光气苯溶液,制得三碳酸二叔丁酯。将其溶于四氯化碳,加适量1,4-二氮杂二环[2,2,2]辛烷,在25℃搅拌使二氧化碳释放完全,转化为二碳酸二叔丁酯。
需要注意!
使用剧毒性的光气,应在通风厨内小心操作。凡粘有光气溶掖的玻璃器皿,均应清洗后方可拿出通风橱。
(1) 制三碳酸二叔丁酯:将装有机械搅拌器,200毫升恒压滴压漏斗,氯化钙干燥管,伸近瓶底的内径不小于6毫米的1升三颈烧瓶烘干。事先校准并标出滴液漏斗盛装85毫升和105毫升液体的水平面。
通入干燥氮气,烧瓶中加入44.8克(0.40摩尔)不含醇的叔丁醇钾和550毫升无水四氢吠喃,搅拌5-10分钟使成溶液。将反应瓶浸入冰盐浴以保持-5一-20℃,在剧烈搅拌下,通入干燥二氧化碳,大约30分钟,生成稠密的浆状物。与此同时,将86毫升无水苯加入滴液漏斗中,并鼓入光气泡,直到光气在苯中的溶液体积达105毫升为止,相当于含有24克(0.24摩尔)的光气。当二氧化碳的加成反应完成后,在剧烈搅拌下将光气溶液滴加到冷却的反应物中,约需1小时,冷浴温度保持在-5~-10℃,反应混合物粘度变小,仍为白色乳状物。
当光气的加成反应完成后,继续搅拌,45分钟,同时通入无水氮乙毛以吹出大部分的过量光气。卸除烧瓶上的仪器,塞上二颈,在减压下用旋转蒸发器将约650毫升溶剂浓缩至100毫升,烧瓶仍用冰盐浴冷却以保持一5一0℃。由于反应混合物中残余少量光气,应将抽气泵或真空泵废气排入通风橱,收集在冷阱中的物料也在通风橱内抽空,含有很细分散的氯化钾的残余物用大口径砂芯漏斗吸滤,漏斗在用前经50毫升冰冷的戊烷进行预冷。
过滤时,用一个大口径漏斗将过滤漏斗反盖着,并通入氮气使物料隔除潮湿空气,用几毫升冰冷的戊烷将烧瓶中残余物洗入过滤漏斗中,然后用2*100毫升冰冷的戊烷洗涤滤渣。滤液与戊烷洗涤液合并,在0℃减压下,用旋转蒸发器浓缩至于,得白色固体,重33.7克,将粗品溶于1250毫升戊烷,冷至-15℃ ,拆出白色晶体。母液经旋转蒸发器浓缩后还可得到两批晶体,总计得到三碳酸二叔丁酯纯品31.2-32.8(59~62%),为白色晶体,熔点 62~63℃。
(2)制二碳酸二叔丁酯:在放有电磁搅拌棒的烧杯中,加入20.0克(0 .076摩尔)三碳酸二叔丁酯溶于了i}毫升四氯化碳的溶液和0.10克(0.0009摩尔)新升华的1.4一二氮杂二环〔2·2·2〕辛烷,立即迅速地释放出二氧化碳。在25℃搅拌45分钟使二氧化碳释放完全,然后加入足以使水层为弱酸性的含有适量柠檬酸的35毫升水溶液。分出有机层,用无水硫酸镁干燥,在25℃用旋转蒸发器浓缩,残余液经减压蒸馏,得到二碳酸二叔丁酚无色液体产13.3---15.1克(80~91%)用三乙胺作催化剂也得到类似结果。但三乙胺不如1,4-二氮杂二环辛烷有效,因为三乙胺与溶剂可能反应,且与产物的分离较困难。
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而制备。
二碳酸二叔丁酯制备方法:
叔丁醇钾溶于无水四氢呋喃,在-5~-20℃通入干燥的二氧化碳,生成浆状物,继续保持低温,滴加光气苯溶液,制得三碳酸二叔丁酯。将其溶于四氯化碳,加适量1,4-二氮杂二环[2,2,2]辛烷,在25℃搅拌使二氧化碳释放完全,转化为二碳酸二叔丁酯。
需要注意!
使用剧毒性的光气,应在通风厨内小心操作。凡粘有光气溶掖的玻璃器皿,均应清洗后方可拿出通风橱。
(1) 制三碳酸二叔丁酯:将装有机械搅拌器,200毫升恒压滴压漏斗,氯化钙干燥管,伸近瓶底的内径不小于6毫米的1升三颈烧瓶烘干。事先校准并标出滴液漏斗盛装85毫升和105毫升液体的水平面。
通入干燥氮气,烧瓶中加入44.8克(0.40摩尔)不含醇的叔丁醇钾和550毫升无水四氢吠喃,搅拌5-10分钟使成溶液。将反应瓶浸入冰盐浴以保持-5一-20℃,在剧烈搅拌下,通入干燥二氧化碳,大约30分钟,生成稠密的浆状物。与此同时,将86毫升无水苯加入滴液漏斗中,并鼓入光气泡,直到光气在苯中的溶液体积达105毫升为止,相当于含有24克(0.24摩尔)的光气。当二氧化碳的加成反应完成后,在剧烈搅拌下将光气溶液滴加到冷却的反应物中,约需1小时,冷浴温度保持在-5~-10℃,反应混合物粘度变小,仍为白色乳状物。
当光气的加成反应完成后,继续搅拌,45分钟,同时通入无水氮乙毛以吹出大部分的过量光气。卸除烧瓶上的仪器,塞上二颈,在减压下用旋转蒸发器将约650毫升溶剂浓缩至100毫升,烧瓶仍用冰盐浴冷却以保持一5一0℃。由于反应混合物中残余少量光气,应将抽气泵或真空泵废气排入通风橱,收集在冷阱中的物料也在通风橱内抽空,含有很细分散的氯化钾的残余物用大口径砂芯漏斗吸滤,漏斗在用前经50毫升冰冷的戊烷进行预冷。
过滤时,用一个大口径漏斗将过滤漏斗反盖着,并通入氮气使物料隔除潮湿空气,用几毫升冰冷的戊烷将烧瓶中残余物洗入过滤漏斗中,然后用2*100毫升冰冷的戊烷洗涤滤渣。滤液与戊烷洗涤液合并,在0℃减压下,用旋转蒸发器浓缩至于,得白色固体,重33.7克,将粗品溶于1250毫升戊烷,冷至-15℃ ,拆出白色晶体。母液经旋转蒸发器浓缩后还可得到两批晶体,总计得到三碳酸二叔丁酯纯品31.2-32.8(59~62%),为白色晶体,熔点 62~63℃。
(2)制二碳酸二叔丁酯:在放有电磁搅拌棒的烧杯中,加入20.0克(0 .076摩尔)三碳酸二叔丁酯溶于了i}毫升四氯化碳的溶液和0.10克(0.0009摩尔)新升华的1.4一二氮杂二环〔2·2·2〕辛烷,立即迅速地释放出二氧化碳。在25℃搅拌45分钟使二氧化碳释放完全,然后加入足以使水层为弱酸性的含有适量柠檬酸的35毫升水溶液。分出有机层,用无水硫酸镁干燥,在25℃用旋转蒸发器浓缩,残余液经减压蒸馏,得到二碳酸二叔丁酚无色液体产13.3---15.1克(80~91%)用三乙胺作催化剂也得到类似结果。但三乙胺不如1,4-二氮杂二环辛烷有效,因为三乙胺与溶剂可能反应,且与产物的分离较困难。
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而制备。