Di-tert-butyldicarbonat

Strukturformel
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[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 24424-99-5 EG-Nummer 246-240-1 ECHA-InfoCard 100.042.021 PubChem 90495 ChemSpider 81704 Wikidata Q175718
Eigenschaften
Molare Masse	218,25 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	1,02 g·cm−3 (20 °C)[1]
Schmelzpunkt	20–23 °C[1]
Siedepunkt	56–57 °C (0,7 hPa)[1]
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[2] Gefahr H- und P-Sätze H: 226​‐​330​‐​315​‐​317​‐​318​‐​335 P: 210​‐​260​‐​280​‐​304+340+310​‐​305+351+338+310​‐​370+378[2]
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.

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.^[3]

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:^[4]

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.^[5]

Der Mechanismus der Spaltung:

Di-tert-butyldicarbonat ist beim Einatmen sehr giftig. Die LC₅₀ bei Ratten ist 0,1 mg/L bei 4 h.^[6]

1. ↑ ^{a b c d e} Datenblatt Di-tert-butyldicarbonat bei Merck, abgerufen am 19. Januar 2011.
2. ↑ ^{a b} Eintrag zu Di-tert-butyldicarbonat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 8. Januar 2018. (JavaScript erforderlich)
3. ↑ 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.
4. ↑ Barry M. Pope, Yutaka Yamamoto, and D. Stanley Tarbell: Dicarbonic acid, bis(1,1-dimethylethyl) ester In: Organic Syntheses. 57, 1977, S. 45, doi:10.15227/orgsyn.057.0045; Coll. Vol. 6, 1988, S. 418 (PDF).
5. ↑ Jonathan Clayden, Nick Greeves, Stuart Warren: Organic Chemistry. 2. Auflage. Oxford University Press, 2012, S. 558.
6. ↑ Sigma Aldrich: Toxikologische Angaben. In: Di-tert.-butyl-dicarbonat – Sicherheitsdatenblatt. Sigma-Aldrich, 28. September 2024, abgerufen am 1. November 2024.