Dicyclohexylcarbodiimide

Le DCC est un agent de déshydratation pour la préparation d'alcènes, de nitriles. Dans ces réactions, le DCC s'hydrate pour former la dicyclohexyl-urée (DCU) qui est insoluble dans l'eau.

Ainsi, la déshydratation des alcools procède en donnant d'abord l'intermédiaire O-acyl urée qui est ensuite coupé par hydrogénolyse pour produire l'alcène correspondant :

RCHOHCH2R' + (C₆H₁₁N)₂C → RCH=CHR' + (C₆H₁₁NH)₂CO.

Une solution de DCC dans le diméthylsulfoxyde (DMSO) permet d'effectuer ce qui est appelé une oxydation de Pfitzner-Moffatt. Cette réaction est utilisée pour l'oxydation des alcools en aldéhydes et cétones. Contrairement aux oxydations via des ions métalliques, les conditions avec DCC sont suffisamment douces pour éviter la sur-oxydation des aldéhydes en acides carboxyliques. En général, trois équivalents de DCC pour 0,5 équivalent d'alcool dans le DMSO sont laissés une nuit à température ambiante. La réaction est arrêtée par acidification.

DCC est principalement utilisé dans la synthèse d'esters et d'amides organiques, en particulier quand les composés à réagir sont encombrés ou peu réactifs, il permet un accroissement important des rendements[10]. En outre, il effectue, et contrairement à l'estérification de Fischer, ces estérifications et amidations dans des conditions très douces ce qui est très intéressant avec les composés peu nucléophiles comme l'alcool ter-butylique.

Par conséquent, DCC joue également un rôle important dans la synthèse de peptides in vitro et dans l'introduction de groupes protecteurs.

Les alcools secondaires peuvent être inversés stéréochimiquement par formation d'un ester de formyle, suivie d'une saponification. L'alcool secondaire est mélangé directement avec du DCC, de l'acide formique et une base forte telle que le méthylate de sodium.

Une large gamme d'alcools, y compris même certains alcools tertiaires, peuvent être estérifiés avec un acide carboxylique en présence de DCC et une quantité catalytique de 4-diméthylaminopyridine, DMAP[11] - [12].

En fait, tout groupe carboxyle (>C=O) s'ajoute rapidement sur une des doubles liaisons C=N du DCC, formant le dérivé O-acyl urée correspondant. Cet intermédiaire est très réactif, sa réactivité étant comparable à celle d'un anhydride d'acide[13], de sorte qu'il est rapidement et facilement converti en amide par réaction sur une amine. Pour son couplage avec des alcools, un agent d'acyl-transfert comme DMAP est en outre nécessaire. C'est ce qui est appelé une estérification de Steglich[14]. En somme, le résultat de ces condensations de l'acide lié au DCC avec un alcool ou une amine est un ester ou un amide respectivement, et une molécule d'eau captée par le DCC qui se transforme en N,N'-dicyclohexyl urée, (C₆H₁₁-NH)₂C=O.

Au cours d'une synthèse de peptide ou de protéine (par exemple par Fmoc solid-state synthesizer), l'extrémité N-terminale est souvent utilisée comme le site de fixation sur lequel les acides aminés sont ajoutés. Pour améliorer l'électrophilie du groupe carboxylate de l'acide aminé déprotoné à ajouter, l'atome d'oxygène chargé négativement doit d'abord être activé en un meilleur groupe partant. Le DCC est utilisé à cet effet. L'atome d'oxygène chargé négativement qui est donc nucléophile, attaque facilement l'atome de carbone central du DCC qui est donc temporairement attaché au groupe carboxylate et forme un intermédiaire hautement électrophile, ce qui rend l'attaque nucléophile par le groupe amino terminal du peptide en construction bien plus efficace.