El clorur de dimetilcarbamoil (DMCC) és un reactiu per transferir un grup dimetilcarbamoil a grups hidroxil alcohòlics o fenòlics que formen carbamats de dimetil, que solen tenir activitats farmacològiques o pesticides. A causa de la seva alta toxicitat i les seves propietats cancerígenes demostrades en experiments amb animals i presumiblement també en humans, el clorur de dimetilcarbamoil només es pot utilitzar amb precaucions de seguretat estrictes.
Producció i aparició La producció de clorur de dimetilcarbamoil a partir de fosgen i dimetilamina es va informar des de 1879 (informat com a "Clorur de dimetilharnstoff" - clorur de dimetilurea). esquerra|sense marc|283x283px
El DMCC es pot produir en alts rendiments (90%) a 275 °C fent reaccionar fosgen amb dimetilamina gasosa en un reactor de flux Per suprimir la formació d'urees, s'utilitza un excés de fosgen (en una proporció de 3:1 ).
La reacció també es pot dur a terme a escala de laboratori amb difosgen o trifosgen i una solució aquosa de dimetilamina al sistema bifàsic de benzè-xilè i aigua en un reactor agitat amb hidròxid sòdic com a segrestant d'àcids. Tot i això, s'obtenen rendiments considerablement inferiors (56%) a causa de la sensibilitat a la hidròlisi del DMCC.
També es forma clorur de dimetilcarbamoil (juntament amb clorur de metil) en reaccionar fosgen amb trimetilamina. esquerra|sense marc|297x297px|es forma clorur de dimetilcarbamoil (juntament amb clorur de metil) en reaccionar fosgen amb trimetilamina.
Un procés més recent es basa en la clorodimetilamina, que es converteix pràcticament de forma quantitativa en clorur de dimetilcarbamoil en un catalitzador de pal·ladi sota pressió amb monòxid de carboni a temperatura ambient.
El DMCC també es pot formar en petites quantitats (fins a 20 ppm) a partir de dimetilformamida (DMF) a la reacció de Vilsmeier-Haack o quan s'utilitza DMF com a catalitzador en la reacció d'àcids carboxílics amb clorur de tionil per obtenir el corresponent clorur d'acil.
sense marc|373x373px
La tendència a la formació de DMCC depèn del reactiu de cloració (clorur de tionil > clorur d'oxalil > oxiclorur de fòsfor) i és més gran en presència d'una base. No obstant això, el clorur de dicarbamoil s'hidrolitza molt ràpidament a dimetilamina, àcid clorhídric i diòxid de carboni (amb una semivida d'uns 6 minuts a 0 °C), de manera que es troben menys de 3 ppm de clorur de dicarbamoil al producte de Vilsmeier després del tractament aquós.
Propietats El clorur de dimetilcarbamoil és un líquid transparent, incolor, corrosiu i inflamable, d'olor penetrant i efecte lacrimogen, que es descompon ràpidament a l'aigua. A causa de les seves propietats desagradables, tòxiques, mutagèniques i cancerígenes, s'ha d'utilitzar amb extremes precaucions.
El DMCC es comporta com un clorur d'acil l'àtom del qual de clor pot intercanviar-se per altres nucleòfils. Per tant, reacciona amb alcohols, fenols i oximes als corresponents N,N-dimetilcarbamats, amb tiols a tiolouretans, amb amines i hidroxilamines a urees substituïdes, i amb imidazols i triazoles a carbamoilazoles.
sense marc|325x325px
El DMCC és menys reactiu i menys selectiu a substrats amb múltiples centres nucleofílics que els clorurs d'acil convencionals.
Els aldehids conjugats insaturats com el crotonaldehid (trans-but-2-enal) reaccionen amb DMCC formant dienil carbamats, que poden utilitzar-se com a diens en reaccions de Diels-Alder.
Els carboxilats de metalls alcalins reaccionen amb DMCC formant les corresponents dimetilamides. El DMCC reacciona amb carbonat sòdic anhidre o amb excés de dimetilamina per formar tetrametilurea.
La reacció de DMCC amb DMF forma clorur de tetrametilformamidini, que és un intermediari important en la preparació de tris(dimetilami)metà, un reactiu per a la introducció de funcions d'enamina juntament amb grups metilè activats i la preparació de amidines.
El DMCC és un material de partida per a la classe insecticida dels dimetilcarbamats que actuen com a inhibidors de l'acetilcolinesterasa, inclòs el dimetilano, i els compostos relacionats isolano, pirimicarb i triazamato.
Els compostos d'amoni quaternari neostigmina troben aplicacions farmacèutiques com a inhibidors de l'acetilcolinesterasa. S'obté a partir de 3-(dimetilami)fenol i DMCC i la posterior quaternització amb bromur de metil o sulfat de dimetil.
i piridostigmina, que s'obté a partir de 3-hidroxipiridina i DMCC i posterior reacció amb bromur de metil.
sense marc|640x640px
El DMCC també s'utilitza a la síntesi de la benzodiazepina camazepam.
sense marc|527x527px
Vegeu també El fluorur de dimetilcarbamoil és un compost químic que es pot produir per fluoració del clorur de dimetilcarbamoil amb fluorur de potassi. És un líquid incolor que és soluble i estable en aigua.
El fluorur de dimetilcarbamoil és altament tòxic perquè és un potent inhibidor de la colinesterasa i és letal fins i tot a dosis baixes.
Referències
Pohanish, R. P. (2011). Sittig's Handbook of Toxic and Hazardous Chemicals and Carcinogens (6th ed.). Amsterdam: Elsevier. p. 1045–1047. ISBN 978-1-4377-7869-4. Michler, W.; Escherich, C. (1879). "Ueber mehrfach substituirte Harnstoffe" [On multiply-substituted ureas]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (in German). 12 (1): 1162–1164. doi:10.1002/cber.187901201303. Slocombe, R. J.; Hardy, E. A.; Saunders, J. H.; Jenkins, R. L. (1950). "Phosgene derivatives. The preparation of isocyanates, carbamyl chlorides and cyanuric acid". Journal of the American Chemical Society. 72 (5): 1888–1891. doi:10.1002/ja01161a009 (inactive 31 January 2024). Karimipour, G.; Kowkabi, S.; Naghiha, A. (2015). "New aminoporphyrins bearing urea derivative substituents: synthesis, characterization, antibacterial and antifungal activity". Brazilian Archives of Biology and Technology. 58 (3): 431–442. doi:10.1590/S1516-8913201500024. Babad, H.; Zeiler, A. G. (1973). "Chemistry of phosgene". Chemical Reviews. 73 (1): 75–91. doi:10.1021/cr60281a005. Saegusa, T.; Tsuda, T.; Isegawa, Y. (1971). "Carbamoyl chloride formation from chloramine and carbon monoxide". The Journal of Organic Chemistry. 36 (6): 858–860. doi:10.1021/jo00805a033. Stare, M.; Laniewski, K.; Westermark, A.; Sjögren, M.; Tian, W. (2009). "Investigation on the formation and hydrolysis of N,N-dimethylcarbamoyl chloride (DMCC) in Vilsmeier reactions using GC/MS as the analytical detection method". Organic Process Research & Development. 13 (5): 857–862. doi:10.1021/op900018f. Levin, D. (1997). "Potential toxicological concerns associated with carboxylic acid chlorination and other reactions". Organic Process Research & Development. 1 (2): 182. doi:10.1021/op970206t. Queen, A. (1967). "Kinetics of the hydrolysis of acyl chlorides in pure water". Canadian Journal of Chemistry. 45 (14): 1619–1629. doi:10.1139/v67-264. Kreutzberger, C. B.; Olofson, R. A. (2001). "Dimethylcarbamoyl chloride". e-EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. doi:10.1002/047084289X.rd319. ISBN 0-471-93623-5. Jäger, P.; Rentzea, C. N.; Kieczka, H. (2014). "Carbamates and carbamoyl chloride". Ullmann's Fine Chemicals. Weinheim: Wiley-VCH. p. 57–58. ISBN 978-3-527-33477-3. "Dimethylcarbamoyl Chloride, CAS No. 79-44-7" (PDF). Report on Carcinogens (13th ed.). National Toxicology Program, Department of Health and Human Services. Retrieved 2016-09-25. De Cusati, P. F.; Olofson, R. A. (1990). "A simple synthesis of 1-(1,3-butadienyl)carbonates and carbamates". Tetrahedron Letters. 31 (10): 1405–1408. doi:10.1016/S0040-4039(00)88817-6 Lawson, J. K. Jr.; Croom, J. A. T. (1963). "Dimethylamides from alkali carboxylates and dimethylcarbamoyl chloride". The Journal of Organic Chemistry. 28 (1): 232–235. doi:10.1021/jo1036a513 (inactive 31 January 2024). US 3597478, Weakly, M. L., "Preparation of tetramethylurea", issued 1971-08-03, assigned to Nipak Inc. Arnold, Z. (1959). "The preparation of tetramethylformamidinium salts and their vinylogues". Collection of Czechoslovak Chemical Communications. 24 (3): 760–765. doi:10.1135/cccc19590760 Meerwein, H.; Florian, W.; Schön, N.; Stopp, G. (1961). "Über Säureamidacetale, Harnstoffacetale und Lactamacetale" [On acid amide acetals, urea acetals and lactam acetals]. Justus Liebigs Annalen der Chemie (in German). 641 (1): 1–39. doi:10.1002/jlac.19616410102 Bredereck, H.; Effenberger, F.; Brendle, Th. (1966). "Synthese und Reaktionen von Trisdimethylaminomethan" [Synthesis and reactions of tris(dimethylamino)methane] (PDF). Angewandte Chemie (in German). 78 (2): 147–148. Bibcode:1966AngCh..78..147B doi:10.1002/ange.19660780212. US 3452043, Grauer, T. & Urwyler, H., "Production of 1-N,N-dimethylcarbamoyl-5-methyl-3-N,N-dimethylcarbamoyloxypyrazole", issued 1969-06-24, assigned to J. R. Geigy AG Aeschlimann, J. A.; Reinert, M. (1931). "Pharmacological action of some analogues of physostigmine". Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 43 (3): 413–444. US 1905990, Aeschlimann, J. A., "Disubstituted carbamic acid esters of phenols containing a basic constituent", issued 1933-04-25, assigned to Hoffmann-La Roche Inc. US 2572579, Urban, R., "Disubstituted carbamic acid esters of 3-hydroxy-1-alkyl-pyridinium salts", issued 1951-10-23, assigned to Hoffmann-La Roche Inc. DE 2558015, "Verfahren zur Herstellung des 3-N,N-Dimethylcarbamoyl-oxy-1-methyl-5-phenyl-7-chlor-1,3-dihydro-2H-1,4-benzodiazepin-2-on (Process for the preparation of 3-N,N-dimethylcarbamoyloxy-1-methyl-5-phenyl-7-chloro-1,3-dihydro-2H-1,4-benzodiazepin-2-one)", issued 1976-09-16, assigned to Siphar SA Categoria:Halurs d'àcid Categoria:Carcinògens del grup 2A de l'IARC