Di-tert-butyldicarbonat

Strukturformel
	Struktur von Di-tert-butyldicarbonat
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<ref name="merck">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei MerckVorlage:Abrufdatum</ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	246-240-1
ECHA-InfoCard	100.042.021
PubChem	90495
ChemSpider	81704
DrugBank	Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1686: attempt to index field 'wikibase' (a nil value) Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1686: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)
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Eigenschaften
Molare Masse	218,25 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	1,02 g·cm−3 (20 °C)<ref name="merck" />
Schmelzpunkt	20–23 °C<ref name="merck" />
Siedepunkt	56–57 °C (0,7 hPa)<ref name="merck" />
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser<ref name="merck" />
Sicherheitshinweise
H- und P-Sätze	H: 226‐330‐315‐317‐318‐335
	P: 210‐260‐280‐304+340+310‐305+351+338+310‐370+378<ref name="GESTIS" />
	Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

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.

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.<ref name="DOI10.1002/anie.199524971">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.</ref>

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:<ref name="pope">Barry M. Pope, Yutaka Yamamoto, D. Stanley Tarbell: Vorlage:Linktext-Check In: Organic Syntheses. 57, 1977, S. 45, doi:10.15227/orgsyn.057.0045; Coll. Vol. 6, 1988, S. 418 (PDF).</ref>

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.<ref name="clayden">Jonathan Clayden, Nick Greeves, Stuart Warren: Organic Chemistry. 2. Auflage. Oxford University Press, 2012, S. 558.</ref>

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.<ref>Sigma Aldrich: Toxikologische Angaben. In: Di-tert.-butyl-dicarbonat – Sicherheitsdatenblatt. Sigma-Aldrich, 28. September 2024, abgerufen am 1. November 2024. </ref>

Einzelnachweise