107-06-2 / EDC是1 -乙基-(3 -二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽嗎

【背景及概述】^[1][2][3]

近20年來，碳二亞胺系列縮合劑，如N，N'-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)、N，N'-二異丙基碳二亞胺(DIC)、1 -乙基-(3 -二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)的研究引起廣泛興趣， 并因其具有反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)率高，選擇性好，對環(huán)境友好等特點而得到普遍應(yīng)用。碳二亞胺作為脫水劑的反應(yīng)機(jī)理如下：首先羧基與碳二亞胺反應(yīng)生成中間體O-?；惲螂?，引入酯基活化羧酸。再與胺反應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物酰胺和脲。活化羧酸可以與另一分子的羧酸反應(yīng)生成酸酐，酸酐與胺反應(yīng)液得到酰胺。同時，活化羧酸會重排生成副產(chǎn)物N-酰基脲。從反應(yīng)機(jī)理可以看出，碳二亞胺容易生成副產(chǎn)物脲，而DCC的反應(yīng)產(chǎn)物N，N'-二環(huán)己基脲不溶于水，一般用過濾除去，但仍有少量殘留于溶液中，難以除凈。與DCC相比，DIC為液態(tài)，更容易使用；同時產(chǎn)物N，N'-二異丙基脲可溶于有機(jī)溶劑，很容易通過溶劑萃取除去，DIC常用在固態(tài)合成中，DIC用作DCC的替代品。EDC是碳二亞胺系列中活性較高的脫水劑，作為第二代水溶性縮合劑和偶聯(lián)劑，無需在無水的條件下進(jìn)行，試劑不需要干燥處理，具有反應(yīng)時間更短，效率更高，易于操作等優(yōu)點。EDC主要用做生物多糖、多肽、蛋白質(zhì)、核苷酸合成、高分子改性和有機(jī)合成的縮合劑和交聯(lián)劑。EDC在有機(jī)合成中的應(yīng)用受到極大關(guān)注。

【應(yīng)用】

1. EDC為碳二亞胺類縮合劑，廣泛用于有機(jī)合成中。

1）EDC用于酰胺的反應(yīng)

EDC在NHS作用下，可以大大提高縮合效率，有利于偶聯(lián)反應(yīng)的進(jìn)行。將殼聚糖用EDC進(jìn)行交聯(lián)，得到含酰胺的殼聚糖。羧基先與EDC反應(yīng)生成中間體， NHS在與中間體生成酯，最后與伯胺反應(yīng)生成酰胺。

將己二酸與4 4'-二胺基苯甲烷鹽酸鹽反應(yīng)生成高分子化合物，這種高分子薄膜表現(xiàn)出良好的納米性能。

將叔丁基二苯基氯硅烷與正丙醇胺反應(yīng)所得產(chǎn)物在EDC的作用下與脲嘧啶-1 -乙酸反應(yīng)得到酰胺。同時還合成了一系列嘧啶類酰胺類化合物，這類新藥抗寄生蟲效果明顯。

用EDC為偶聯(lián)劑，4 -二甲氨基吡啶(DMAP)為催化劑，在DMF中，少量三乙胺存在的條件下，將羧基化合物和伯胺反應(yīng)，得到一系列產(chǎn)物，產(chǎn)率可達(dá)80%以上。

2）合成酯的應(yīng)用

用4 -二甲氨基吡啶(DMAP)作為催化劑。在相同條件下，EDC作為脫水試劑的反應(yīng)速率是DCC的八倍，同時反應(yīng)產(chǎn)率也較其他縮合劑有很大提高。

3）用于分子內(nèi)脫水

EDC作為縮合劑，具有反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)率高，選擇性好，對環(huán)境友好等特點。在有機(jī)合成各方面都廣泛應(yīng)用。例如EDC可以將醇選擇性脫水生成順式或反式的肉桂酸：

2. 生物合成中的應(yīng)用

1）在EDC作用下DNA的磷酸基團(tuán)參與的反應(yīng)EDC作為偶聯(lián)活化劑，將單鏈DNA偶聯(lián)到氨基(-NH₂ )包圍的介質(zhì)表面。而且以磷酸氨基酯鍵的形式共價結(jié)合在電極表面，用作電化學(xué)DNA生物傳感器的設(shè)計。用EDC作為活化劑，將電化學(xué)活性物質(zhì)溴化乙錠成功標(biāo)記在人工合成的DNA片段，制備成DNA探針；用電化學(xué)方法將待測樣品DNA片段固定在石墨電極表面，在一定的溫度、PH值和離子強(qiáng)度條件下與溴化乙錠標(biāo)記DNA探針進(jìn)行雜交反應(yīng)，從而對DNA片段進(jìn)行識別和測定。

同時用EDC作為偶聯(lián)劑，利用縮合反應(yīng)分別將電化學(xué)活性物質(zhì)氨基二茂鐵和醛基二茂鐵成功地標(biāo)記在DNA片段上，制備成二茂鐵標(biāo)記DNA探針：

2）小分子半抗原與大分子載體蛋白結(jié)合

將半抗原與載體卵清蛋白(OVA)形成免疫抗原，并利用該試劑制備出免疫原性很強(qiáng)的溴氰菊酯人工抗原，制備過程操作簡單、合成期短、產(chǎn)率較高。黃曲霉毒素(簡稱AFB1)是毒性很強(qiáng)的真菌毒素，AFB1屬小分子半抗原，2005年將其與大分子載體蛋白偶聯(lián)，作為免疫原或檢測抗原。

在N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)存在的情況下，EDC可將羧基轉(zhuǎn)化成活性基團(tuán)， 用于測定分析。將一帶羧基的巰基丙酸(MPA)SAMs組裝在鍍金石英晶振表面， 通過應(yīng)用偶聯(lián)試劑(EDC)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)共價固定抗體，直接測定人血清中補(bǔ)體。

3. 其他應(yīng)用

利用EDC合成吲哚生物堿的新方法，該法比用DCC產(chǎn)率得到很大提高。

將EDC作為苯甲酸酰胺化反應(yīng)的縮合劑。

【主要參考資料】

[1] 喻平, 胡泉源, 祁小云, 等. EDC 在有機(jī)合成中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 廣州化工, 2011, 39(8): 9-11.

[2] 王迎軍, 楊春蓉, 汪凌云. EDC/NHS 交聯(lián)對膠原物理化學(xué)性能的影響[D]. , 2007.