Di-tert-butyldicarbonat

Sicherheitshinweise

GHS-Gefahrstoffkennzeichnung

Gefahr

H- und P-Sätze

Flüssigkeit und Dampf entzündbar.
Lebensgefahr bei Einatmen.
Verursacht Hautreizungen.
Kann allergische Hautreaktionen verursachen.
Verursacht schwere Augenschäden.
Kann die Atemwege reizen.

Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen und anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen.
Staub / Rauch / Gas / Nebel / Dampf / Aerosol nicht einatmen.
Schutzhandschuhe/ Schutzkleidung/ Augenschutz/ Gesichtsschutz/ Gehörschutz/ … tragen.
Bei Einatmen: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. Sofort Giftinformationszentrum, Arzt oder … anrufen.
Bei Kontakt mit den Augen: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. Sofort Giftinformationszentrum, Arzt oder … anrufen.
Bei Brand: … zum Löschen … verwenden. (Die vom Gesetzgeber offen gelassenen Einfügungen sind vom Inverkehrbringer zu ergänzen)

Di-tert-butyldicarbonat [im Labor umgangssprachlich auch Boc-Anhydrid (Boc₂O) oder Diboc genannt] ist eine flüssige, chemische Verbindung, die strukturell sowohl zu den Estern als auch zu den Säureanhydriden gerechnet werden kann.

Strukturformel

Allgemeines
Name	Di-tert-butyldicarbonat
Andere Namen	Bis(2-methyl-2-propanyl)dicarbonat (IUPAC) Boc-Anhydrid Diboc Boc₂O Di-tert-butylpyrocarbonat Pyrokohlensäuredi-tert-butylester
Summenformel	C₁₀H₁₈O₅
Kurzbeschreibung	farbloser Feststoff oder Flüssigkeit
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer	24424-99-5
EG-Nummer	246-240-1
ECHA-InfoCard	100.042.021
PubChem	90495
ChemSpider	81704
Eigenschaften
Molare Masse	218,25 g/mol
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	1,02 g/cm³ (20 °C)
Schmelzpunkt	20–23 °C
Siedepunkt	56–57 °C (0,7 hPa)
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser

Verwendung

Die hauptsächliche Verwendung von Di-tert-butyldicarbonat ist die Einführung der tert-Butyloxycarbonyl-Gruppe (Boc-Gruppe), einer der am häufigsten eingesetzten Schutzgruppen in der organischen Chemie. Es ist die meistgenutzte Chemikalie zum Schutz von Aminofunktionen bei chemischen Reaktionen, besonders in der Peptid- und Glycopeptidchemie.

Außerdem können mit Di-tert-butyldicarbonat primäre aliphatische und aromatische Amine, bei Anwesenheit katalytischer Mengen von 4-(Dimethylamino)pyridin (DMAP), in die entsprechenden Isocyanate überführt werden.

Herstellung

Di-tert-butyldicarbonat wird weltweit nach zwei Verfahren hergestellt: Einerseits durch Umsetzung von Natrium- oder Kalium-tert-butylat mit Phosgen oder Phosgenderivaten und andererseits die katalytische Reaktion von Natrium-tert-butylat mit Kohlendioxid. Die Darstellung aus Kalium-tert-butanolat und Phosgen verläuft nach folgendem Schema:

Synthese von Boc-Anhydride

Spaltung

Die Boc-Schutzgruppe kann – im Gegensatz zur Cbz-Schutzgruppe – bereits mittels verdünnter wässriger Säure (≈3 M HCl) via E1-Schritt abgespalten werden. Die Spaltungsprodukte sind CO₂ und Isobuten, beide sind flüchtig und kontaminieren so das entschützte Amin nicht. Boc ist außerordentlich stabil gegenüber Basen, sogar gegenüber OH⁻, da die Carbonylgruppe sterisch gehindert ist.

Der Mechanismus der Spaltung:

Abspaltungsmechanismus der Boc-Schutzgruppe

Gefahren

Di-tert-butyldicarbonat ist beim Einatmen sehr giftig. Die LC₅₀ bei Ratten ist 0,1 mg/L bei 4 h.

Literatur

Hans-Joachim Knölker, Tobias Braxmeier, Georg Schlechtingen: A Novel Method for the Synthesis of Isocyanates Under Mild Conditions. In: Angewandte Chemie International Edition in English. 34, 1995, S. 2497–2500, doi: 10.1002/anie.199524971.
Barry M. Pope, Yutaka Yamamoto, and D. Stanley Tarbell: Dicarbonic acid, bis(1,1-dimethylethyl) ester In: Organic Syntheses. 57, 1977, S. 45, doi: 10.15227/orgsyn.057.0045; Coll. Vol. 6, 1988, S. 418 ( PDF).

Basierend auf einem Artikel in:

Wikipedia.de