Life Science Lexikon

Strukturformel
Allgemeines
Name	N,N-Dicyclohexylcarbodiimid
Andere Namen	Dicyclohexylcarbodiimid DCC
Summenformel	C13N2H22
CAS-Nummer	538-75-0
Kurzbeschreibung	farbloser Feststoff
Eigenschaften
Molare Masse	206,33 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	0,902 g·cm–3
Schmelzpunkt	32 °C
Siedepunkt	148 °C
Löslichkeit	sehr gut in Aceton, Dichlormethan, Chloroform; unlöslich in Wasser
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung aus RL 67/548/EWG, Anh. I T Giftig R- und S-Sätze R: 24-22-41-43 S: (1/2-)24-26-37/39-45
LD50	1579 mg·kg−1 (Ratte, oral)
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid (abgekürzt DCC, auch N,N'-Dicyclohexylmethandiimin) ist ein reaktives organisches Molekül aus der Gruppe der Carbodiimide, das häufig in der Synthesechemie eingesetzt wird. Bei Standardbedingungen ist DCC eine farbloser Feststoff mit charakteristischem Geruch.

Verwendung

DCC findet vor allem bei der Synthese organischer Ester und Amide Verwendung. Insbesondere bei sterisch anspruchsvollen Edukten kommt es zu deutlichen Ausbeutesteigerungen.^[1] Des Weiteren ermöglicht es - im Gegensatz zur Fischer-Veresterung - Veresterungen und Amidierungen unter sehr milden Bedingungen, was für säurelabile Edukte wie tert-Butanol von Interesse ist. Deswegen kommt DCC auch eine bedeutende Rolle in der in-vitro-Peptidsynthese u. a. für die Einführung von Schutzgruppen zu.

Veresterungen und Amidierungen mit DCC

Carboxylgruppen addieren rasch an eine C=N-Doppelbindung des DCC, wobei der entsprechende O-Acylisoharnstoff gebildet wird. Dieser Ester ist sehr reaktiv (vergleichbar mit einem Säureanhydrid), so dass er leicht von Aminen zum Amid umgesetzt wird. Für die Reaktion mit Alkoholen wird zusätzlich ein Acylgruppen-Überträger wie DMAP benötigt und man spricht von einer Steglich-Veresterung.^[2] In der Summe wird das aus der Kondensation der Säure mit dem Alkohol/Amin resultierende Wasser vom DCC aufgenommen und dieses dadurch zum N,N'-Dicyclohexylharnstoff umgesetzt.

Bei Veresterungen tritt als Konkurrenzreaktion häufig eine 1,3-Umlagerung auf, in welcher der O-Acylisoharnstoff irreversibel zum N-Acylharnstoff reagiert. Sowohl Acylgruppen-Überträger^[3] als auch Säurekatalyse^[4][5][6] können diese Reaktion unterdrücken, beides ist jedoch noch Gegenstand aktueller Forschung. Weitere Probleme dieser Reaktionen resultieren insbesondere bei der Produktreinigung aus dem anfallenden N,N'-Dicyclohexylharnstoff bzw. durch ebenfalls gebildete Säureanhydride.

DCC-aktivierte Veresterungen werden in der Regel bei 0 bis 25 °C und in trockenem (DCC ist wasserempfindlich!) Dichlormethan durchgeführt, da hiermit in der Vergangenheit die besten Ausbeuten erzielt wurden. Auch ist der sich bildende Harnstoff in Dichlormethan unlöslich und fällt somit aus der Reaktionslösung aus.

Als Alternative zu DCC wurden andere Carbodiimide^[5] sowie das Standard-Schutzgruppenreagenz Boc₂O^[7] vorgeschlagen.

Toxikologie

DCC kann bereits bei Hautkontakt giftig wirken, aber auch schwere Reizungen der Atemwege oder Augenschädigungen hervorrufen. DCC wirkt sensibilisierend.

Quellen

1. ↑ H. Wiener, C. Gilon, J. Mol. Cat. 1986, 37, 4552.
2. ↑ B. Neises, W. Steglich: Simple Method for the Esterification of Carboxylic Acids. In: Angew. Chem. Int. Ed. 1978, 17, 522-524.
3. ↑ E. F. V. Scriven, Chem. Soc. Rev. 1983, 12, 129.
4. ↑ K. Holmberg, B. Hansen, Acta Chem. Scand. 1979, B33, 410.
5. ↑ ^{a b} J. S. Moore, S. I. Stupp, Macromolecules 1990, 23, 65.
6. ↑ E. P. Boden, G. E. Keck, J. Org. Chem. 1985, 50, 2394.
7. ↑ L. J. Gooßen, A. Döhring, Synlett 2004, 2, 263.