常用试剂之CDI

【名称】N,N-Carbonyldiimidazole, N,N-碳酰二咪唑

【分子式】 C7H6N4O

【分子量】162.15

【CA登录号】[530-62-1]

【缩写和别名】CDI,CO(Im)2


【物理性质】mp 117~122 oC。溶于极性有机溶剂,通常在CH2Cl2、THF或者乙腈中使用。

【制备和商品】该试剂在国内外化学试剂公司有销售。实验室可以按照标准的实验步骤以光气和咪唑为原料来制备[1]。

【注意事项】该试剂对湿气非常敏感,建议在干燥阴凉处储存。


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N,N-碳酰二咪唑(CDI) 在有机合成中主要被用作甲酰基转移试剂和羧酸的活化试剂。由于该试剂反应活性高、廉价和反应后处理简单,比同类试剂DCC和EDC具有更高的应用价值。


CDI 分子中的碳酰基受到咪唑的活化而具有非常高的甲酰化反应活性。该试剂遇到带有活性氢的羟基或者氨基后,根据反应的条件可以同时失去二个咪唑生成碳酰衍生物[2],也可以失去一个咪唑生成N-咪唑甲酰酯或者N-

咪唑甲酰胺。生成的N-咪唑甲酰化合物可以发生进一步的反应,将另一个咪唑置换出去,生成具有不对称结构的碳酰衍生物 (式1)[3]。


使用带有二个活性氢官能团的底物与CDI 作用,则可以发生分子内的碳酰化反应得到环状产物。二个活性氢官能团相同 (式2)[4,5]或者不同 (式3)[6]的底物都给出非常满意的结果。


如果带有活性氢官能团的底物是羧酸,则生成相应的酰基咪唑,从而使得该羧酸的酰基被活化。酰基咪唑与醇或者胺可在非常温和的条件下生成相应的羧酸酯 (式4)[7,8] 或者酰胺(式5)[9]。该过程实际上是一个两步反应,但是大多数情况下可以用“一锅煮”的步骤来完成。合成酰胺的反应特别有意义,因为可以有效地应用于多肽的合成[10]。有文献报道,CO2可以催化加速酰胺化反应的速度[11,12]。


参考文献

1. Staab, H. A.; Wendel, K. Org. Synth., 1968, 48, 44.

2. Kishikawa, K.; Nakahara, S.; Nishikawa, Y.; Kohmoto, S.;Yamamoto, M. J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 2565.

3. Nyangulu, J. M.; Galka, M. M.; Jadhav, A.; Gai, Y.; Graham,C. M.; Nelson, K. M.; Cutler, A. J.; Taylor, D. C.; Banowetz,G. M.; Abrams, S. R. J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 1662.

4. White, J. D.; Hansen, J. D. J. Org. Chem., 2005, 70, 1963.

5. Davis, F. A.; Deng, J. Org. Lett., 2004, 6, 2789.

6. Grant, E. B.; Weiss, J. M.; Branum, S.; Hayden, S.; Johnson,S.; Guiadeen, D.; Murray, W. V.; Macielag, M. J. Tetrahedron Lett., 2005, 46, 2731.

7. Ella-Menye, J.-R.; Sharma, V.; Wang, G. J. Org. Chem., 2005,70, 463.

8. Dandapani, S.; Curran, D. P. J. Org. Chem., 2004, 69, 8751.

9. Iliev, B.; Linden, A.; Heimgartner, H. Helv. Chim. Acta, 2003,86, 3215.

10. Schlosser, K. M.; Krasutsky, A. P.; Hamilton, H. W.; Reed, J.E.; Sexton, K. Org. Lett., 2004, 6, 819.

11. Pedras, M. S. C.; Chumala, P. B.; Quail, J. W. Org. Lett.,2004, 6, 4615.

12. Vaidyanathan, R.; Kalthod, V. G.; Ngo, D. P.; Manley, J. M.;Lapekas, S. P. J. Org. Chem., 2004, 69, 2565.


本文转自:《现代有机合成试剂——性质、制备和反应》,胡跃飞等编著


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