羰基二咪唑

羰基二咪唑（CDI）是一种有机化合物，分子式为（C3H3N2）2CO。它是一种白色结晶固体。它经常被用于多肽合成中的氨基酸偶联，以及作为有机合成的试剂。

羰基二咪唑可以通过光气与四个当量的咪唑在无水条件下的反应来直接制备。去除副产品、氯化咪唑和溶剂后，可得到结晶性产品，产率约为90%。4C3H4N2+C（O）Cl2→(C3H3N2)2CO+2[C3H3N2H2]Cl在这种转化中，咪唑既是亲核体又是碱。另一种前体1-(三甲基硅基)咪唑需要更多的制备工作，其优点是副产品三甲基硅基氯是挥发性的。CDI很容易水解，重新得到咪唑。(C3H3N2)2CO+H2O→2C3H4N2+CO2羰基二咪唑的纯度可以通过水解时形成的二氧化碳的数量来确定。

羰基二咪唑主要用于将胺转化为酰胺、氨基甲酸酯和脲类。它也可用于将醇类转化为酯类。酸性衍生物酰胺的形成由CDI促进。虽然CDI的反应性不如酸性氯化物，但它更容易处理，避免了在酸性氯化物形成中使用亚硫酰氯，因为亚硫酰氯会引起副反应。这类反应的早期应用被注意到在肽键的形成中（以二氧化碳的形成为驱动力）。下文介绍了羧酸和CDI之间反应的拟议机制。在多肽合成领域，该产品可以用胺处理，如在氨基酸上发现的胺，以释放咪唑基，并将多肽耦合。副产品，二氧化碳和咪唑，是相对无害的。氨基酸的消旋化也趋于最小，反映了反应条件的温和。羰基二咪唑也可用于酯化，尽管醇解需要加热或存在强效的亲核剂如乙氧基钠，或其他强碱如NaH。这种反应一般有很好的收率和广泛的范围，尽管当酸性试剂有相对酸性的α-质子时，从叔醇形成酯是很麻烦的，因为会发生C-C缩合，尽管这本身可能是一个理想的反应。涉及硫醇和硒醇的类似反应可以得到相应的酯。醇反应也可用于形成糖苷键。同样，可以用酸代替醇来形成酸酐，尽管二环己基碳二亚胺是一种更典型的试剂。通过使用与咪唑形成不溶性盐的2:1比例的酸，平衡可以向有利于酸酐的方向转变。典型的酸是三氟酸和三氯乙酸。因此，通过用用于形成原始试剂的酸取代这个三氟或三氯乙酰基，就可以形成对称的酸酐。另一个相关的反应是甲酸与CDI的反应，形成甲酰化咪唑。这种试剂是一种良好的甲酰化剂，加热后可以再生出未取代的咪唑（形成一氧化碳）。然而，另一个反应涉及到三苯基烷基磷酸盐的酰化。(C6H5)3P=CHR+R'-CO-Im→(C6H5)3P+-CHR-COR'+Im-(C6H5)3P+-CHR-COR'+(C6H5)3P=CHR→(C6H5)3P=CR-COR'+(C6H5)3P+-CH2R这些都可以进行Wittig反应，形成α，β不饱和酮类或醛类。

该试剂甚至可以与过氧化物反应，形成过氧羧酸，而过氧羧酸可以进一步反应，形成二酰基过氧化物。咪唑基团还可以被LiAlH4还原，从羧酸中形成醛（而不是胺或醇）。该试剂也可以与格氏试剂反应，形成酮类。C-C酰化反应可与丙二酸酯类化合物发生，在以下方案中，对大环内酯类抗生素的合成很有用。其他反应CDI的N-苯基亚胺衍生物可以与三苯基膦苯亚胺发生类似Wittig的反应。OCIm2+Ph3P=NPh→PhN=CIm2+Ph3PO在碱性条件下，CDI可以作为一个羰基当量，从羟基酮和二酮中形成四元酸或Pulvinones。用至少3个当量的活性卤化物（如烯丙基溴或碘甲烷）和CDI处理的醇，可以得到相应的卤化物，而且产量很高。溴化和碘化的效果xxx，尽管这种反应不能保留醇的立体化学。在类似的情况下，CDI经常被用于脱水反应。由于CDI相当于光气，它可以用于类似的反应，然而，其选择性增加：它允许合成不对称的双烷基碳酸盐