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Azodicarbonsäurediethylester

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Vorlage:Infobox Chemikalie

Azodicarbonsäurediethylester, meist mit DEAD (Diethylazodicarboxylat) abgekürzt, ist ein wichtiges Reagenz für die Mitsunobu-Reaktion, kann aber vielfältig eingesetzt werden.

Herstellung

Die Herstellung erfolgt über Derivate des Hydrazins, die durch geeignete Mittel dehydriert werden. Eine Möglichkeit ist die Oxidation mittels rauchender Salpetersäure.<ref>Vorlage:OrgSynth</ref> Die Reaktion gelingt auch unter Verwendung von Chlor als Oxidationsmittel.<ref name="OrgSyn">J. C. Kauer: Ethyl Azodicarboxylate. In: Organic Syntheses, Coll. Vol. 4 (1963), S. 411, Vorlage:Doi (PDF).</ref>

Chemische Eigenschaften, Sicherheit

DEAD ist toxisch, stoß- und lichtempfindlich und thermisch instabil. Die Verbindung ist explosionsgefährlich im Sinne des Sprengstoffgesetzes und ist dort der Stoffgruppe A zugeordnet.<ref>Bekanntmachung der gemäß § 2 SprengG von der BAM seit 1987 neu getroffenen Feststellungen - Feststellungsbescheid 402 von 16. Februar 2001 pdf-Link.</ref> Im Stahlhülsentest reagiert die Substanz mit einem Grenzdurchmesser von 20 mm äußerst heftig.<ref name="Berger">Berger, A.; Wehrstedt, K.D.: Azodicarboxylates: Explosive properties and DSC measurements in J. Loss Prev. Proc. Ind. 23 (2010) 734–739, Vorlage:DOI.</ref> Der Energiewert der Schlagempfindlichkeit beträgt nur 4 J.<ref name="Berger" /> Im Bleiblocktest wird eine Ausdehnung von 33 ml/10 g beobachtet.<ref name="Berger" /> Oberhalb von 100 °C findet eine stark exotherme Zersetzung mit einer Zersetzungswärme von −1466 kJ·kg−1 bzw. −255 kJ·mol−1 statt.<ref name="Berger" /> Kommerziell ist es deshalb meist in gelöster Form, beispielsweise in Toluol, erhältlich. Als Reinstoff darf DEAD in den USA nicht versandt werden. Bedingt durch diese Sicherheitsrisiken ging die Verwendung von DEAD zurück, es wird meist durch das stabilere Diisopropylazodicarboxylat (DIAD) ersetzt.

Beim Destillieren kann DEAD explodieren. Geeignete Sicherheitsvorkehrungen sind zu treffen. Direkte Lichtquellen sollen abgeschirmt werden.<ref name="OrgSyn" />

Verwendung

Mitsunobu-Reaktion

Das klassische Anwendungsgebiet von DEAD ist die Mitsunobu-Reaktion, die der Synthese von Estern, Ethern, Aminen und Thioethern aus Alkoholen dient.

Verwendung des Azodicarbonsäurediethylesters in der Mitsunobu-Reaktion
Verwendung des Azodicarbonsäurediethylesters in der Mitsunobu-Reaktion

Enophil

Ein weiterer Anwendungsbereich von DEAD ist die Verwendung als Enophil beispielsweise in En-Reaktionen.<ref>Lehmann, Neumann: Vorlage:Webarchiv, Uni Hannover.</ref>

Azodicarbonsäurediethylester als Enophil
Azodicarbonsäurediethylester als Enophil

Dienophil

Auch die Verwendung als Dienophil ist in der Literatur beschrieben. So gelang beispielsweise die Synthese von Bicyclo[2.1.0]pentan ausgehend von Cyclopentadien und DEAD.<ref>Vorlage:OrgSynth</ref>

Michael-Akzeptor

Die Azogruppe in DEAD ist auch ein Michael-Akzeptor. In Gegenwart von Kupfer­katalysatoren addiert DEAD an β-Ketoester zu den entsprechenden Hydrazinderivaten.<ref name="Moreno-Mañas">Comelles, J.; Moreno-Mañas, M.; Pérez, E.; Roglans, A.; Sebastián, R.M.; Vallribera, A.: Ionic and Covalent Copper(II)-Based Catalysts for Michael Additions. The Mechanism. In: J. Org. Chem. 69, 2004, 6834–6842, Vorlage:DOI.</ref>

DEAD als Michael-Akzeptor
DEAD als Michael-Akzeptor

Auf ähnliche Weise katalysiert Cu(II) auch die Substitution von Boronsäure­estern in fast quantitativer Ausbeute.<ref name="Chatani">Uemura, T.; Chatani, N.: Copper Salt Catalyzed Addition of Arylboronic Acids to Azodicarboxylates. In: J. Org. Chem. 70 (2005) 8631–8634, Vorlage:DOI.</ref>

DEAD als Michael-Akzeptor bei der Substitution von Boronsäureestern
DEAD als Michael-Akzeptor bei der Substitution von Boronsäureestern

Synthese von Pyrazolin-Derivaten

DEAD kann auch zur Synthese von Heterocyclen eingesetzt werden. So können Pyrazoline durch Kondensation an α,β-ungesättigte Ketone erhalten werden.<ref name="Vijay">Vijay, N.; Smith, C.M.; Akkattu, T.B.; Eringathodi, S.: A Novel Reaction of the “Huisgen Zwitterion” with Chalcones and Dienones: An Efficient Strategy for the Synthesis of Pyrazoline and Pyrazolopyridazine Derivatives. In: Angew. Chem. Int. Ed. 46 (2007) 2070–2073, Vorlage:DOI.</ref>:

DEAD bei der Synthese von Pyrrazolin-Derivaten
DEAD bei der Synthese von Pyrrazolin-Derivaten

Literatur

  • Clayden, Greeves, Warren & Wothers: Organic Chemistry. Oxford University Press, August 2004, ISBN 0-19-850346-6
  • O. Mitsunobu, M. Wada, T. Sano: Stereospecific and stereoselective reactions. I. Preparation of amines from alcohols in J. Am. Chem. Soc. 94 (1972) 679–680, Vorlage:DOI.
  • R. F. C. Brown, W. R. Jackson, T. D. McCarthy: Potential routes to flavan-3-ols, part 2: The Mitsunobu reactions of para-oxygenated benzylic alcohols in Tetrahedron 50 (1994) 5469–5488, Vorlage:DOI. (Methodenentwicklung)
  • O. Mitsunobu: The Use of Diethyl Azodicarboxylate and Triphenylphosphine in Synthesis and Transformation of Natural Products in Synthesis 1981, 1–28, Vorlage:DOI. (Übersicht)

Weblinks

Vorlage:Commonscat

Einzelnachweise

<references />