Карбодиими́ды — органические соединения с общей формулой RN=C=NR'. Наиболее изученным представителем является 1,3-дициклогексилкарбодиимид.
Физические свойства Карбодиимиды — жидкие или твёрдые вещества, при перегонке частично разлагаются и полимеризуются. Стабильность их возрастает с удлинением алкильных радикалов в молекуле, а также при наличии вторичных, третичных и ароматических радикалов.
Методы синтеза Карбодиимиды могут быть получены дегидратацией N,N'-дизамещенных мочевин под действием фосфорного ангидрида либо толуолсульфохлорида или отщеплением сероводорода от N,N'-дизамещенных тиомочевин при воздействии HgO, PbO либо фосгена либо тионилхлорида.
Карбодиимиды также могут быть синтезированы из изоцианатов взаимодействием с иминофосфоранами (имидирование по Штаудингеру), реакция идет по типу реакции Виттига: R-N=PPh3 + R'-NCO R'-N=C=N-R + Ph3P=O либо димеризацией изоцианатов по механизму 1,2-циклоприсоединения с последующим отщеплением CO2, протекающей при катализе фосфиноксидами или карбонилами железа, вольфрама и молибдена: 2ArN=C=O ArN=С=NAr + СО2
Реакционная способность Карбодиимиды являются гетерокумуленами и их реакционная способность определяется высокой электрофильностью sp-гибридизованного атома углерода. Они очень легко реагируют с различными нуклеофилами, образуя разнообразные продукты присоединения.
С аминами карбодиимиды образуют замещенные гуанидины: R-N=C=N-R1 + R2NH2 R-N=C(NHR1)NHR2 Вода и сероводород присоединяются к карбодиимидам с образованием замещенных мочевин и тиомочевин: R-N=C=N-R1 + H2X RNHC(=X)NHR1, спирты и тиолы — с образованием O-алкилизомочевин и S-алкилизотиомочевин: R-N=C=N-R1 + R2XH RNHC(=NR1)XR2 Карбодиимиды также реагируют с карбоновыми кислотами с образованием О-ацилизомочевин — высокореакционноспособных соединений, реагирующих с различными нуклеофилами с отщеплением мочевины и образованием ацилпроизводного, эта реакция нашла широкое применение в органическом синтезе: R-N=C=N-R1 + R2COOH RNHC(=NR1)OCOR2 RNHC(=NR1)OCOR2 + NuH RNHCONHR1 + R2 CONu Взаимодействие карбодиимидов с щавелевой кислотой ведет к её дегидратации с образованием соответствующей мочевины и выделением оксида и диоксида углерода, эта реакция используется при количественном определении карбодиимидов по количеству выделившейся оксида углерода: RN=C=NR1 + (СООН)2 RNHCONHR1 + СО + СО2
Применение в органическом синтезе Водорастворимые карбодиимиды используют в синтезах амидов для активации карбоксильных групп (-COOH).
Активированный карбоксильный компонент способен легко взаимодействовать с аминами, в результате чего образуется амид и соответствующее производное мочевины.
Реакцию обычно проводят при pH 4,5-5.
Этот метод нашёл широкое применение в синтезе пептидов.
См. также 1-Этил-3-(3-диметиламинопропил)-карбодиимид
Литература
Досон Р., Эллиот Д., Эллиот У., Джонс К. Справочник биохимика. — М.: Мир, 1991. — С. 326.
Ссылки
Категория:Гетерокумулены * Категория:Соединения азота по алфавиту