二碳酸二叔丁酯 Di-tert-butyl dicarbonate

编号系统

CAS号：24424-99-5

MDL号：MFCD00008805

EINECS号：246-240-1

RTECS号：HT0230000

BRN号：1911173

PubChem号：24862282

物性数据

1.       性状：白色低熔点固体

2.       密度（g/mL,25/4℃）：0.949

3.       相对蒸汽密度（g/mL,空气=1）：未确定

4.       熔点（ºC）：22-24

5.       沸点（ºC,0.5torr）：56-57

6.       沸点（ºC,5.2kPa）：未确定

7.       折射率：1.4075-1.4095

8.       闪点（ºC）：37

9.       比旋光度（º）：未确定

10.    自燃点或引燃温度（ºC）：未确定

11.    蒸气压（kpa,20ºC）：未确定

12.    饱和蒸气压（kPa,60ºC）：未确定

13.    燃烧热（KJ/mol）：未确定

14.    临界温度（ºC）：未确定

15.    临界压力（KPa）：未确定

16.    油水（辛醇/水）分配系数的对数值：未确定

17.    爆炸上限（%,V/V）：未确定

18.    爆炸下限（%,V/V）：未确定

19.    溶解性：溶于大多数有机溶剂，如四氯化碳、四氢呋喃、二氧杂环己烷、醇、丙酮、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺等，不溶于冷水。

毒理学数据

在皮肤上：造成腐蚀性影响。刺激皮肤和粘膜。

在眼睛上：强烈的腐蚀性影响。刺激的作用。

致敏作用：通过皮肤接触可能造成敏化作用。

生态学数据

对水是稍微危害的，若无政府许可，勿将材料排入周围环境。

分子结构数据

1、   摩尔折射率：53.60

2、   摩尔体积（cm³/mol）：207.0

3、   等张比容（90.2K）：489.3

4、   表面张力（dyne/cm）：31.2

5、   极化率（10^-24cm³）：21.25

计算化学数据

1.疏水参数计算参考值（XlogP）:2.7

2.氢键供体数量:0

3.氢键受体数量:5

4.可旋转化学键数量:6

5.互变异构体数量:无

6.拓扑分子极性表面积61.8

7.重原子数量:15

8.表面电荷:0

9.复杂度:218

10.同位素原子数量:0

11.确定原子立构中心数量:0

12.不确定原子立构中心数量:0

13.确定化学键立构中心数量:0

14.不确定化学键立构中心数量:0

15.共价键单元数量:1

性质与稳定性

1.如果遵照规格使用和储存则不会分解

避免接触氧化物，水分/潮湿，热

2.对湿气敏感，易燃，需保存在冰箱中，使用温度不可超过80 ^oC。

贮存方法

1.2-8℃干性的保护气体下处置。

2.保持贮藏器密封,放入紧密的贮藏器内，储存在阴凉，干燥的地方。

合成方法

1.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。

2.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J}}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℃(分解)。
(2)制二碳酸二叔丁酚
在放有电磁搅拌棒的烧杯中，加入20.0克（0 .076摩尔)三碳酸二叔丁醋溶于了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。

3.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。

用途

1.用作医药及有机合成中间体，是一种重要的应用于医药及农化产品合成的氨基保护剂。

2.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]。

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而进行Boc保护。

而对其它含氮化合物，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，它在无水条件下，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)存在下，以CH₂Cl₂为溶剂，二级酰胺和内酰胺化合物也可以采用Boc保护 (式2)^[4,5]。

此外，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]。

氨基保护基的交换  苄氧羰基(Cbz)、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、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]。

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，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]。

安全信息

危险运输编码：暂无

危险品标志：暂无

安全标识：暂无

危险标识：暂无

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, O.; 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. Process Res. Dev., 2002, 6, 762. 8. Ma, D. W.; Xia, C. F. Org. Lett., 2001, 3, 2583. 9.参考书：现代有机合成试剂<性质、制备和反应>；胡跃飞 付华 编著；化学工业出版社；ISBN 7-5025-8542-7

备注

暂无

表征图谱