El núcleo C−N=C=N−C de las carbodiimidas (N=C=N) es lineal y está relacionado con la estructura del aleno . La molécula tiene simetría C2 idealizada .
El resto N=C=N proporciona una firma espectroscópica IR característica a 2117 cm -1 . [2] El espectro de RMN de 15 N muestra un desplazamiento característico de 275 ppm en el campo superior del ácido nítrico y el espectro de RMN de 13 C presenta un pico de aproximadamente 139 ppm en el campo inferior de TMS . [3]
Preparación
El DCC se produce mediante la descarboxilación de isocianato de ciclohexilo utilizando óxidos de fosfina como catalizador: [4]
2 C 6 H 11 NCO → (C 6 H 11 N) 2 C + CO 2
Los catalizadores alternativos para esta conversión incluyen el altamente nucleofílico OP(MeNCH 2 CH 2 ) 3 N. [2]
Otros metodos
De interés académico, se pueden utilizar acetato de paladio , yodo y oxígeno para acoplar ciclohexilamina y ciclohexilisocianuro . [5] Mediante esta vía se han conseguido rendimientos de hasta el 67%:
C 6 H 11 NC + C 6 H 11 NH 2 + O 2 → (C 6 H 11 N) 2 C + H 2 O
DCC es un agente deshidratante para la preparación de amidas , cetonas y nitrilos . [1] En estas reacciones, la DCC se hidrata para formar diciclohexilurea (DCU), un compuesto que es casi insoluble en la mayoría de los disolventes orgánicos e insoluble en agua. De este modo, la mayor parte del DCU se elimina fácilmente mediante filtración, aunque los últimos rastros pueden ser difíciles de eliminar de los productos no polares. El DCC también se puede utilizar para invertir alcoholes secundarios . En la esterificación de Steglich , los alcoholes, incluidos incluso algunos alcoholes terciarios, se pueden esterificar utilizando un ácido carboxílico en presencia de DCC y una cantidad catalítica de DMAP . [7]
En la síntesis de proteínas (como los sintetizadores de estado sólido Fmoc ), el extremo N se utiliza a menudo como sitio de unión en el que se añaden los monómeros de aminoácidos . Para mejorar la electrofilicidad del grupo carboxilato , el oxígeno cargado negativamente debe "activarse" primero en un mejor grupo saliente . Para este propósito se utiliza DCC. El oxígeno cargado negativamente actuará como nucleófilo , atacando el carbono central en DCC. DCC se une temporalmente al grupo carboxilato anterior formando un intermedio altamente electrófilo, lo que hace que el ataque nucleofílico por parte del grupo amino terminal sobre el péptido en crecimiento sea más eficiente.
Oxidación de Moffatt
En combinación con dimetilsulfóxido (DMSO), el DCC afecta la oxidación de Pfitzner-Moffatt . [8] Este procedimiento se utiliza para la oxidación de alcoholes a aldehídos y cetonas. A diferencia de las oxidaciones mediadas por metales , como la oxidación de Jones , las condiciones de reacción son lo suficientemente suaves como para evitar la sobreoxidación de aldehídos a ácidos carboxílicos. Generalmente, se dejan reaccionar durante la noche a temperatura ambiente tres equivalentes de DCC y 0,5 equivalentes de fuente de protones en DMSO. La reacción se detiene con ácido.
Otras reacciones
La reacción de un ácido con peróxido de hidrógeno en presencia de DCC conduce a la formación de un enlace peróxido.
Los alcoholes también se pueden deshidratar usando DCC. Esta reacción procede dando primero el intermedio O -acilurea que luego se hidrogenoliza para producir el alqueno correspondiente:
RCHOHCH 2 R′ + (C 6 H 11 N) 2 C → RCH=CHR′ + (C 6 H 11 NH) 2 CO
Los alcoholes secundarios pueden invertirse estereoquímicamente mediante la formación de un éster formílico seguido de saponificación . El alcohol secundario se mezcla directamente con DCC, ácido fórmico y una base fuerte como el metóxido de sodio .
En presencia de DMAP , DCC autocondensa dos moléculas de ácido fenilacético y sus derivados sustituidos para producir una bisbencilcetona . [9]
acción biológica
DCC es un inhibidor clásico de la ATP sintasa . [10] DCC inhibe la ATP sintasa uniéndose a una de las subunidades c y provocando un impedimento estérico de la rotación de la subunidad FO . [11]
^ a b C Jeffrey S. Albert; Andrés D. Hamilton; Amy C. Hart; Xiaoming Feng; Lili Lin; Zhen Wang (2017). "1,3‐Diciclohexilcarbodiimida". EEROS : 1–9. doi : 10.1002/047084289X.rd146.pub3. ISBN 978-0-470-84289-8.
^ ab Tang, J.; Mohan, T.; Verkade, JG (1994). "Síntesis selectiva y eficiente de perhidro-1,3,5-triazina-2,4,6-trionas y carbodiimidas a partir de isocianatos utilizando catalizadores ZP (MeNCH 2 CH 2 ) 3 N". Revista de Química Orgánica . 59 (17): 4931–4938. doi :10.1021/jo00096a041.
^ Yavari, yo; Roberts, JD (1978). "Espectroscopia de resonancia magnética nuclear de nitrógeno-15. Carbodiimidas" (PDF) . Revista de Química Orgánica . 43 (25): 4689–4690. doi :10.1021/jo00419a001.
^ Pri-Bar, yo; Schwartz, J. (1997). "Síntesis de N,N-dialquilcarbodiimida mediante acoplamiento de aminas catalizado por paladio con isonitrilos". Comunicaciones Químicas . 1997 (4): 347–348. doi :10.1039/a606012i.
^ Jászay, ZM; Petneházy, I.; Töke, L.; Szajáni, B. (1987). "Preparación de carbodiimidas mediante catálisis de transferencia de fase". Síntesis . 1987 (5): 520–523. doi :10.1055/s-1987-27992.
^ Neises, B.; Steglich, W. (1985). "Esterificación de ácidos carboxílicos con diciclohexilcarbodiimida / 4-dimetilaminopiridina: fumarato de terc -butil etil". Síntesis orgánicas . 63 : 183. doi : 10.15227/orgsyn.063.0183.
^ John G. Moffatt (1967). "Cholano-24-al". Org. Sintetizador . 47 : 25. doi : 10.15227/orgsyn.047.0025.
^ Bhandari, Sumita; Ray, Suprabhat (17 de junio de 1997). "Una nueva síntesis de bisbencilcetonas mediante condensación de ácido fenilacético inducida por DCC". Comunicaciones sintéticas . 28 (5): 765–771. doi :10.1080/00032719808006472.
^ Hong S, Pedersen PL (2008). "La ATP sintasa y las acciones de los inhibidores utilizados para estudiar sus funciones en la salud humana, las enfermedades y otras áreas científicas". Microbiol Mol Biol Rev. 72 (4): 590–641. doi :10.1128/MMBR.00016-08. PMC 2593570 . PMID 19052322.
^ Toei M, Noji H (2013). "Análisis de una sola molécula de F0F1-ATP sintasa inhibida por N, N-diciclohexilcarbodiimida". J Biol Chem . 288 (36): 25717–25726. doi : 10.1074/jbc.M113.482455 . PMC 3764779 . PMID 23893417.
^ OCDE (2010). Prueba No. 429: Sensibilización de la piel: Ensayo de ganglios linfáticos locales. París: Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos.
^ Graham, Jessica C.; Trejo-Martín, Alejandra; Chilton, Martyn L.; Kostal, Jakub; Bercu, Joel; Beutner, Gregorio L.; Bruen, Uma S.; Dolan, David G.; Gómez, Esteban; Hillegass, Jedd; Nicolette, Juan; Schmitz, Mateo (20 de junio de 2022). "Una evaluación de los riesgos para la salud ocupacional de los acopladores peptídicos". Investigación Química en Toxicología . 35 (6): 1011-1022. doi :10.1021/acs.chemrestox.2c00031. ISSN 0893-228X. PMC 9214767 . PMID 35532537.
^ Sperry, Jeffrey B.; Minteer, Christopher J.; Tao, JingYa; Johnson, Rebeca; Duzguner, Remzi; Hawksworth, Michael; Está bien, Samantha; Richardson, Paul F.; Barnhart, Richard; Bill, David R.; Giusto, Robert A.; Tejedor, John D. (21 de septiembre de 2018). "Evaluación de la estabilidad térmica de reactivos de acoplamiento de péptidos comúnmente utilizados en la fabricación farmacéutica". Investigación y desarrollo de procesos orgánicos . 22 (9): 1262-1275. doi :10.1021/acs.oprd.8b00193. ISSN 1083-6160.
enlaces externos
Puede encontrar una excelente ilustración de este mecanismo aquí: [1].
