Кіріспе
Дициклогексилкарбодимид (ДГК немесе ДГКД) — химиялық формуласы (C6H11N)2C болатын органикалық қосылыс. Бұл — ақ түсті, балауыз тәрізді, тәтті иісі бар қатты зат. Оның негізгі қолданысы — жасанды пептид синтезі кезінде аминқышқылдарын байланыстыру. Бұл материалдың төмен балқу температурасы оны оңай қолдану үшін балқытуға мүмкіндік береді. Дихлорметан, тетрагидрофуран, ацетонитрил және диметилформамидте жақсы ериді, бірақ суда ерімейді. Құрылымы және спектроскопиясы Карбодимидтердің (N=C=N) C−N=C−C ядросы сызықтық, алленнің құрылымымен байланысты. Молекуланың C2 симметриясы идеалды. N=C=N бөлігі 2117 см−1 шамасында ерекше IR спектроскопиялық белгіні береді. ДГК дайындалуы Циклогексил изоцианатты фосфин оксидтерін катализатор ретінде пайдалана отырып декарбоксилдеу арқылы жүзеге асырылады: 2 C6H11NCO → (C6H11N)2C + CO2. Бұл түрлендіруге арналған баламалы катализаторларға жоғары нуклеофилді OP((MeNCH2CH2)3N жатады. Академиялық қызығушылық тудыратын басқа әдістерде палладий ацетаты, йод және оттегі циклогексил амин мен циклогексил изоцианиді байланыстыру үшін қолданылуы мүмкін. Осы жолмен 67%-ға дейін өнімділікке қол жеткізілді: C6H11NC + C6H11NH2 + O2 → (C6H11N)2C + H2O. ДГК фазалық трансфер катализаторы арқылы дициклогексилмочевинадан дайындалуы мүмкін. Диссубституцияланған мочевина, аренесульфонилхлорид және калий карбонат толуолда бензил триэтил аммоний хлоридінің қатысуымен 50% өнімділікпен ДГК береді. Реакциялар Амид, пептид және эфир түзілуі DCC амидтер, кетондар және нитрилдерді дайындау үшін сусыздағыш агент болып табылады. Пептид синтезінде (мысалы, Fmoc қатты фазалық синтезаторларда) N-ұшы көбінесе аминқышқыл мономерлері қосылатын байланыс орны ретінде қолданылады. Карбоксилдік топтың электрофилдігін арттыру үшін, теріс зарядталған оттегі алдымен жақсырақ кететін топқа «активтендірілуі» керек. Бұл мақсатта DCC қолданылады. Теріс зарядталған оттегі нуклеофил ретінде әрекет етеді және DCC-дегі орталық көміртекті шабуылдайды. DCC уақытша бұрынғы карбоксилдік топқа қосылып, жоғары электрофилді аралық затты құрайды, бұл өсіп келе жатқан пептидке терминалды амин тобының нуклеофилді шабуылын тиімді етеді. Моффаттық тотығу Диметилсульфоксидпен (DMSO) бірге DCC Пфицнер-Моффаттық тотығу процесін жүзеге асырады. Бұл процедура спирттерді альдегидтер мен кетондарға тотықтыру үшін қолданылады. Металл катализдік тотығулардан айырмашылығы, мысалы, Джонс тотығуы, реакция жағдайлары альдегидтердің карбон қышқылдарына тотығуына жол бермейтіндей жұмсақ. Әдетте, DMSO-да DCC-ның 3 эквиваленті және протон көзінің 0,5 эквиваленті бөлме температурасында түнеу бойы реакцияға түсуіне рұқсат етіледі. Реакция қышқылмен тоқтатылады. Басқа реакциялар ДКК қатысуымен қышқыл мен сутек пероксидінің реакциясы пероксидтік байланыстардың түзілуіне әкеледі. Спирттерді де ДКК арқылы сусыздауға болады. Бұл реакция алдымен О-ацилмочевина аралық қосылысын береді, ол кейін тиісті алкенді түзу үшін гидрогенолизденеді: RCHOHCH2R′ + (C6H11N)2C → RCH=CHR′ + (C6H11NH)2CO. Екіншілік спирттер формаль эфирін түзетін реакция арқылы стереохимиялық инверсияға ұшырауы мүмкін, содан кейін сапунификация жүргізіледі. Екіншілік спирт тікелей DCC, күміс қышқылы және натрий метоксиді сияқты күшті негізбен араластырылады. DMAP қатысуымен DCC екі молекула фенилацетик қышқылы мен оның алмастырылған туындыларын конденсациялап, бисбензил кетонын түзеді. Биологиялық әсері DCC АТФ синтетазаның классикалық тежегіші болып табылады. DCC АТФ синтетазаны c'' суббірлігінің бірімен байланысып, FO суббірлігінің айналуына стерикалық кедергі келтіру арқылы тежейді.
N,N′ Dicyclohexylcarbodiimide (DCC or DCCD) is an organic compound with the chemical formula (C6H11N)2C. It is a waxy white solid with a sweet odor. Its primary use is to couple amino acids during artificial peptide synthesis. The low melting point of this material allows it to be melted for easy handling. It is highly soluble in dichloromethane, tetrahydrofuran, acetonitrile and dimethylformamide, but insoluble in water. Structure and spectroscopy
The C−N=C=N−C core of carbodiimides (N=C=N) is linear, being related to the structure of allene. The molecule has idealized C2 symmetry. The N=C=N moiety gives characteristic IR spectroscopic signature at 2117 cm−1. Preparation
DCC is produced by the decarboxylation of cyclohexylisocyanate using phosphine oxides as a catalyst:
2 C6H11NCO → (C6H11N)2C + CO2
Alternative catalysts for this conversion include the highly nucleophilic OP(MeNCH2CH2)3N. Other methods
Of academic interest, palladium acetate, iodine, and oxygen can be used to couple cyclohexyl amine and cyclohexyl isocyanide. Yields of up to 67% have been achieved using this route:
C6H11NC + C6H11NH2 + O2 → (C6H11N)2C + H2O
DCC has also been prepared from dicyclohexylurea using a phase transfer catalyst. The disubstituted urea, arenesulfonyl chloride, and potassium carbonate react in toluene in the presence of benzyl triethylammonium chloride to give DCC in 50% yield. Reactions
Amide, peptide, and ester formation
DCC is a dehydrating agent for the preparation of amides, ketones, and nitriles. In protein synthesis (such as Fmoc solid state synthesizers), the N terminus is often used as the attachment site on which the amino acid monomers are added. To enhance the electrophilicity of carboxylate group, the negatively charged oxygen must first be "activated" into a better leaving group. DCC is used for this purpose. The negatively charged oxygen will act as a nucleophile, attacking the central carbon in DCC. DCC is temporarily attached to the former carboxylate group forming a highly electrophilic intermediate, making nucleophilic attack by the terminal amino group on the growing peptide more efficient. Moffatt oxidation
In combination with dimethyl sulfoxide (DMSO), DCC affects the Pfitzner Moffatt oxidation. This procedure is used for the oxidation of alcohols to aldehydes and ketones. Unlike metal mediated oxidations, such as the Jones oxidation, the reaction conditions are sufficiently mild to avoid over oxidation of aldehydes to carboxylic acids. Generally, three equivalents of DCC and 0.5 equivalents of proton source in DMSO are allowed to react overnight at room temperature. The reaction is quenched with acid. Other reactions
Reaction of an acid with hydrogen peroxide in presence of DCC leads to formation of peroxide linkage. Alcohols can also be dehydrated using DCC. This reaction proceeds by first giving the O acylurea intermediate which is then hydrogenolyzed to produce the corresponding alkene:
RCHOHCH2R′ + (C6H11N)2C → RCH=CHR′ + (C6H11NH)2CO
Secondary alcohols can be stereochemically inverted by formation of a formyl ester followed by saponification. The secondary alcohol is mixed directly with DCC, formic acid, and a strong base such as sodium methoxide. In the presence of DMAP, DCC self condenses two molecules of phenylacetic acid and its substituted derivatives to produce a bisbenzyl ketone. Biological action
DCC is a classical inhibitor of ATP synthase. DCC inhibits ATP synthase by binding to one of the c'' subunits and causing steric hindrance of the rotation of the FO subunit.
Қауіпсіздік
ДКК – күшті аллерген және сезімталдық тудыратын зат, көбінесе теріде бөртпелер шақырады.