碳二亞胺

碳二亞胺，（Carbodiimide），含有N=C=N官能團，是一類常用的失水劑。一般由硫脲失硫化氫或脲失水製備，水解得到脲衍生物。主要用於活化羧基，促使醯胺和酯的生成。

基本介紹

• 中文名：碳二亞胺
• 英文名：Carbodiimide
• 別稱：1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽
• 化學式：C8H17N3·HCl 

簡述

基本信息

中文名稱：碳二亞胺

英文名稱：Carbodiimide

別名 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽

IUPAC名： 1-ethyl-3-(3-dimethyl aminopropyl) carbodiimide hydrochloride

識別

CAS號 25952-53-8
SMILES CCN=C=NCCCN(C)C

性質

化學式 C₈H₁₇N₃·HCl
摩爾質量 191.70 g·mol−1

用途

有機合成中，碳二亞胺是一類常用的失水劑，主要用於活化羧基，促使醯胺和酯的生成。反應中常加入N-羥基苯並三氮唑或N-羥基琥珀醯亞胺，可以提高產率，減少副反應的發生。
碳二亞胺也可與胺反應生成胍。

機理

羧酸與胺在碳二亞胺作失水劑下縮合的反應如下圖。羧酸先與碳二亞胺反應生成中間體O-醯基異硫脲，類似於引入酯基活化羧酸。而後O-醯基異硫脲與胺反應生成目標產物醯胺和脲。O-醯基異硫脲可以與另一分子羧酸反應生成酸酐，酸酐與胺反應也得到醯胺。
反應的副產物主要是O-醯基異硫脲重排生成的N-醯基脲。使用低介電常數的溶劑（如二氯甲烷、氯仿）可減少N-醯基脲的生成。

舉例

DCC

DCC（二環己基碳二亞胺）是最早使用的碳二亞胺之一，大多用在多肽合成中的接肽一步。DCC作失水劑的反應產率很高，並且試劑的價格也不昂貴。

物理化學性質：

化學式：C₁₃H₂₂N₂

分子量：206.1

CAS登錄號：538-75-0

熔 點：33-35°C

沸 點：122-124°C

密 度：1.325g/cm^³

外 觀：白色或淡黃色晶體

閃 點：87°C

但DCC也有很多缺點限制了它的套用：

1.副產物N,N'-二環己基脲不溶於水，一般用過濾除去，但仍有少量殘留於溶液中，難以除淨；
2.DCC不如其他固相接肽試劑方便，產物二環己基脲難以從多肽樹脂上分離出來；
3.DCC會造成過敏。

DIC

DIC（N,N'-二異丙基碳二亞胺）用作DCC的替代品。

物理化學性質：

性狀：無色透明液體

外 觀：無色至淡黃色液體

主含量 ：≥99.0%

沸 點：145-148 °C

密 度：0.815 g/mL at 20 °C

閃 點 ：93°C

敏感性： 吸水性

危險品標誌： T+,T,F

危險類別碼：10-26-36/37/38-41-42/43

安全說明： 26-36/37/39-45-38-28A-16

Un編碼：UN 2929 6.1/PG 1

用 途：主要用作多肽合成中的縮合劑。

與DCC相比有以下幾點優勢：

1.DIC為液態，更容易使用；
2.產物N,N'-二異丙基脲可溶於大多數有機溶劑，很容易通過溶劑萃取除去，DIC也因此常用在固態合成中；
3.DIC導致過敏的可能性較低。

EDC

EDC（1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽）是個可溶於水的碳二亞胺，在醯胺合成中用作羧基的活化試劑，也用於活化磷酸酯基團、蛋白質與核酸的交聯和免疫偶連物的製取。使用時的pH範圍為4.0-6.0，常和N-羥基琥珀醯亞胺（NHS）或N-羥基硫代琥珀醯亞胺連用，以提高偶聯效率。有機化學中用EDC和催化劑4-二甲氨基吡啶（DMAP）使羧酸與醇發生酯化。

物理化學性質：

熔點 ：110-115 °C

密度 ：0.877 g/mL at 20 °C(lit.)

折射率：n20/D 1.461

儲存條件： −20°C

溶解性： 溶於水。