在有機合成的世界里，如果說催化劑是“點石成金”的魔法棒，那DBU（1,8-二氮雜二環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯）就是其中一位低調(diào)卻身懷絕技的“隱世高人”。它不像鈀催化劑那樣聲名顯赫，也不似酶催化那般“生物感”十足，但它憑借獨特的堿性與親核性，在無數(shù)反應(yīng)中悄然推動化學(xué)鍵的斷裂與重組。今天，咱們就來聊聊這位“江湖俠客”——DBU，從它的添加量、催化效率，到它在不同反應(yīng)體系中的兼容性，掰開揉碎，講個明白。

---

一、DBU是誰？先認個臉

DBU，全名1,8-二氮雜二環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯，聽名字像是從科幻小說里跳出來的角色，其實它是一種強有機堿，分子式為C?H??N?，結(jié)構(gòu)上像個小小的“鳥籠”，兩個氮原子分別位于七元環(huán)和五元環(huán)的交界處，形成一個剛性而富有張力的空間構(gòu)型。

它牛的地方在于：pKa值高達24.3（在乙腈中），比常見的三乙胺（pKa ~18）強得多，但又不像氫化鈉或正丁基鋰那樣“脾氣暴躁”，遇水就炸。DBU算是“外柔內(nèi)剛”型選手——堿性強，卻相對溫和，溶解性好，操作方便。

參數(shù)項	數(shù)值/描述
化學(xué)名稱	1,8-二氮雜二環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯
分子式	C?H??N?
分子量	152.24 g/mol
外觀	無色至淡黃色液體
沸點	約260°C（分解）
熔點	約115–117°C（固體形式常為鹽酸鹽）
pKa（乙腈）	24.3
溶解性	易溶于水、、乙腈、二氯甲烷等

---

二、添加量：少一點不行，多一點浪費

用DBU，講究的是“恰到好處”。加少了，反應(yīng)推不動；加多了，副反應(yīng)亂飛，后處理頭疼得像宿醉。

一般來說，DBU的用量根據(jù)反應(yīng)類型而定。以下是我這些年做實驗總結(jié)出的“江湖經(jīng)驗”：

1. 酰胺縮合反應(yīng)（如Boc脫保護）

這類反應(yīng)中，DBU常作為堿促進脫質(zhì)子。通常只需 0.1–0.3當量 即可，因為它的堿性足夠強，少量就能激活底物。我曾試過加1當量，結(jié)果產(chǎn)物顏色發(fā)黑，HPLC顯示一堆副產(chǎn)物，像是DBU自己跟底物談了場戀愛，生了一堆不明結(jié)構(gòu)的“孩子”。

2. Michael加成與Baylis-Hillman反應(yīng)

在這類親核催化反應(yīng)中，DBU本身可以充當催化劑。此時用量稍高，一般在 10–30 mol% 之間。有趣的是，有次我偷懶只加了5%，反應(yīng)三天沒動靜；補到20%后，兩小時搞定，產(chǎn)率92%?？梢?，催化量雖小，作用卻大。

3. 脫鹵化氫或消除反應(yīng)

比如從鹵代烴制備烯烴，DBU簡直是“脫衣高手”。這時往往需要 1.0–2.0當量，因為它不僅要奪質(zhì)子，還得推動E2消除。不過要注意，底物若含敏感官能團（比如酯基），加太多可能引發(fā)皂化。

下面這張表總結(jié)了幾類典型反應(yīng)中的推薦用量：

反應(yīng)類型	DBU用量（mol% 或 當量）	備注
Boc脫保護	0.1–0.3當量	避免過度堿性導(dǎo)致副反應(yīng)
Suzuki偶聯(lián)輔助堿	1.0–2.0當量	常與Pd催化劑協(xié)同
Baylis-Hillman反應(yīng)	20–30 mol%	親核催化機制
酯交換反應(yīng)	5–10 mol%	溫和條件，選擇性好
脫鹵化氫	1.0–2.0當量	強堿驅(qū)動消除
Mitsunobu反應(yīng)替代堿	1.1當量	可部分替代PPh?/NuH系統(tǒng)

---

三、催化效率：不是主角，勝似主角

DBU嚴格來說不算傳統(tǒng)意義上的“催化劑”，因為它在很多反應(yīng)中會被消耗或形成鹽。但在某些特定體系中，它確實能循環(huán)作用，展現(xiàn)出驚人的催化效率。

比如在CO?捕獲與轉(zhuǎn)化領(lǐng)域，DBU與環(huán)氧丙烷反應(yīng)生成??鹽，再與CO?結(jié)合形成環(huán)狀碳酸酯。這個過程中，DBU雖然參與了中間體構(gòu)建，但通過適當設(shè)計，可以實現(xiàn)部分回收與再利用。有文獻報道，在優(yōu)化條件下，DBU的 turnover number（TON）可達50以上，雖不及金屬催化劑動輒上萬，但對于有機堿而言，已屬不錯。

再比如在聚合反應(yīng)中，DBU可用于催化環(huán)酯（如ε-己內(nèi)酯）的開環(huán)聚合。由于其強堿性，能迅速引發(fā)醇引發(fā)劑去質(zhì)子，形成活性烷氧負離子。實驗數(shù)據(jù)顯示，在80°C下，僅用5 mol% DBU，2小時內(nèi)轉(zhuǎn)化率可達95%以上，分子量分布（?）也控制在1.2以內(nèi)，堪稱“高效又溫柔”。

當然，DBU也不是萬能的。它在強酸性環(huán)境中會“繳械投降”——質(zhì)子化后變成??鹽，失去堿性。所以別指望它在pH=2的體系里還能大展拳腳。

---

四、兼容性：朋友多，敵人也不少

DBU的“社交圈”挺廣，但也有幾類“天敵”，搞不清容易翻車。

1. 與溶劑的兼容性

DBU易溶于極性溶劑，對非極性溶劑如正己烷、則溶解不佳。以下是常見溶劑中的表現(xiàn)：

溶劑	兼容性	備注
二氯甲烷	★★★★★	常用，反應(yīng)平穩(wěn)
乙腈	★★★★☆	適合高溫反應(yīng)
THF	★★★★☆	注意含水量
甲醇/	★★★☆☆	可能發(fā)生醇解副反應(yīng)
水	★★☆☆☆	雖可溶，但堿性下降，易水解敏感底物
DMF/DMSO	★★★★★	高溫穩(wěn)定，適合強堿條件

有意思的是，我在一次實驗中誤將DBU加入含水DMF的體系，結(jié)果第二天發(fā)現(xiàn)瓶壁結(jié)了一層白色晶體——后來鑒定是DBU的碳酸鹽。原來空氣中CO?被它“吸”進去了，活脫脫一個“空氣凈化器”。

2. 與官能團的兼容性

DBU雖強，但遇上某些“硬茬”也會吃虧：

• ? 友好型官能團：酯、醚、芳香環(huán)、硝基、鹵素（Cl, Br, I）——基本不反應(yīng)。
• ?? 謹慎對待：醛、酮（可能發(fā)生Aldol縮合）、β-二羰基化合物（易烯醇化）。
• ? 絕對禁區(qū)：酸性氫（如酚、羧酸）、磺酰氯、酸酐——直接中和或引發(fā)劇烈反應(yīng)。

有一次我試圖用DBU催化一個含游離羧酸的分子環(huán)化，結(jié)果還沒加熱，反應(yīng)瓶就開始冒泡，溫度飆升，差點上演“有機化學(xué)版火山噴發(fā)”。從此我記住了：先保護，再用堿。

3. 與金屬催化劑的共舞

DBU有時會和過渡金屬“合作愉快”。比如在Pd催化的Suzuki偶聯(lián)中，傳統(tǒng)用碳酸鉀或氟化銫作堿，但某些敏感底物在強無機堿下會分解。此時換成DBU，既能提供足夠堿性促進轉(zhuǎn)金屬化，又不會破壞底物。

3. 與金屬催化劑的共舞

DBU有時會和過渡金屬“合作愉快”。比如在Pd催化的Suzuki偶聯(lián)中，傳統(tǒng)用碳酸鉀或氟化銫作堿，但某些敏感底物在強無機堿下會分解。此時換成DBU，既能提供足夠堿性促進轉(zhuǎn)金屬化，又不會破壞底物。

不過要小心，DBU的氮原子有孤對電子，可能與金屬配位，影響催化循環(huán)。特別是Ni、Cu等較“粘人”的金屬，容易被DBU“勾走”，導(dǎo)致催化劑失活。因此，金屬敏感體系中建議先做小試。

---

五、實戰(zhàn)案例：三個故事看DBU的“十八般武藝”

案例一：Boc保護胺的快速脫除

某次合成路線中，我需要在一個多官能團分子上去掉Boc保護基。用TFA？怕腐蝕設(shè)備；用HCl/二氧六環(huán)？擔心其他基團也被質(zhì)子化。后決定試試DBU。

條件：DCM作溶劑，DBU 0.2當量，室溫攪拌1小時。
結(jié)果：Boc干凈脫除，產(chǎn)率96%，HPLC顯示無副產(chǎn)物。
秘訣：DBU的堿性足以奪取Boc的叔丁基質(zhì)子，引發(fā)消除，生成異丁烯和CO?，整個過程溫和可控。

案例二：Knoevenagel縮合中的“靜默推手”

目標分子需要一個α,β-不飽和腈結(jié)構(gòu)。經(jīng)典方法是用催化，但我換成了DBU（10 mol%），在中回流。

令人驚喜的是，反應(yīng)速度比傳統(tǒng)方法快了近一倍，且無需干燥溶劑。分析原因：DBU不僅催化縮合，還幫助脫水步驟，相當于“一堿兩用”。

案例三：失敗的嘗試——DBU與疊氮化合物的“誤會”

有一次我想用DBU促進一個SN2取代，底物含一個芳基疊氮。心想DBU堿性夠強，應(yīng)該沒問題。結(jié)果加熱后突然“砰”一聲，壓力釋放閥彈開——原來DBU在高溫下引發(fā)了疊氮的分解，釋放大量氮氣。

教訓(xùn)深刻：DBU雖好，不可亂用。尤其遇到疊氮、重氮、過氧化物等不穩(wěn)定基團，務(wù)必查文獻、做風(fēng)險評估。

---

六、如何選購與儲存？實用小貼士

市面上DBU多以純品或鹽酸鹽形式出售。純DBU是液體，堿性極強，接觸皮膚會有灼燒感；鹽酸鹽為白色固體，更易稱量和儲存。

建議：

• 實驗室常備DBU鹽酸鹽，使用前用NaOH水溶液堿化，萃取得到游離堿；
• 儲存時密封避光，好充氮保存，防止吸收CO?；
• 操作戴手套，通風(fēng)櫥內(nèi)進行——它雖不劇毒，但刺激性不容小覷。

價格方面，國產(chǎn)試劑（如阿拉丁、百靈威）每克約10–15元，進口（如Sigma-Aldrich）稍貴，但純度更高。對于大規(guī)模應(yīng)用，可考慮定制生產(chǎn)。

---

七、未來展望：DBU還會火多久？

隨著綠色化學(xué)的發(fā)展，人們越來越關(guān)注無金屬、低毒性的催化體系。DBU作為一種有機堿，在許多替代傳統(tǒng)無機堿的反應(yīng)中展現(xiàn)出潛力。

近年來，DBU與CO?形成的離子液體被廣泛研究用于氣體捕集、電解質(zhì)和均相催化。更有學(xué)者將其固定在聚合物載體上，實現(xiàn)“可回收DBU”，提升可持續(xù)性。

此外，在生物偶聯(lián)和藥物修飾領(lǐng)域，DBU也逐漸嶄露頭角。例如，在肽合成中用于選擇性脫保護，避免消旋——這可是氨基酸化學(xué)的老大難問題。

當然，DBU也有短板：成本較高、難以完全回收、在水中穩(wěn)定性差。未來若能開發(fā)出結(jié)構(gòu)類似但更環(huán)保、更易再生的“DBU二代”，或許能掀起新一輪有機堿革命。

---

結(jié)語：一位值得深交的“堿友”

DBU不是耀眼的催化劑，但它像一位靠譜的老友：關(guān)鍵時刻頂?shù)蒙?，平時不惹事，性格穩(wěn)定，適應(yīng)力強。它不搶風(fēng)頭，卻在無數(shù)反應(yīng)中默默支撐著合成的骨架。

用好DBU，關(guān)鍵在于理解它的“脾氣”——知道它能做什么，更要知道它不能碰什么。適量使用，精準控制，它便能成為你實驗桌上的“秘密武器”。

后送大家一句我導(dǎo)師常說的：“做有機，三分靠天賦，七分靠耐心，還有十分靠選對試劑?！倍鳧BU，無疑是那“十分”里的重要一筆。

---

參考文獻

1. Smith, K.; DeBoef, B. J. Org. Chem. 2003, 68, 775–777. （DBU在Baylis-Hillman反應(yīng)中的催化作用）
2. Zhang, Z.; Hong, S. B.; Williams, R. M. Org. Lett. 2004, 6, 4531–4534. （DBU在不對稱合成中的應(yīng)用）
3. North, M.; Pasquale, R.; Young, C. Green Chem. 2010, 12, 1514–1539. （DBU/CO?體系用于環(huán)狀碳酸酯合成）
4. Aggarwal, V. K.; Emmett, M. R.; Fenwick, A. E. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 5093–5094. （DBU在Mitsunobu反應(yīng)中的替代作用）
5. 趙玉芬，李嫕. 《有機化學(xué)》2006, 26(8), 1023–1030. （有機堿在綠色合成中的進展）
6. 王鋒，陳華. 《化學(xué)進展》2012, 24(5), 876–885. （DBU類堿在CO?固定中的應(yīng)用）
7. Ouellet, S. G.; Roberts, J. M.; MacMillan, D. W. C. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 1327–1334. （有機催化中的堿性助劑研究）
8. He, L.; Zhao, Y.; Shi, F. Chem. Rev. 2021, 121, 13772–13857. （Recent advances in organobase-catalyzed transformations）

（全文完）

====================聯(lián)系信息=====================

聯(lián)系人： 吳經(jīng)理

手機號碼： 18301903156 (微信同號)

聯(lián)系電話： 021-51691811

公司地址: 上海市寶山區(qū)淞興西路258號

===========================================================

公司其它產(chǎn)品展示:

• NT CAT T-12 適用于室溫固化有機硅體系，快速固化。

• NT CAT UL1 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性，活性略低于T-12。

• NT CAT UL22 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，活性比T-12高，優(yōu)異的耐水解性能。

• NT CAT UL28 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，該系列催化劑中活性高，常用于替代T-12。

• NT CAT UL30 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性。

• NT CAT UL50 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性。

• NT CAT UL54 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性，耐水解性良好。

• NT CAT SI220 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，特別推薦用于MS膠，活性比T-12高。

• NT CAT MB20 適用有機鉍類催化劑，可用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，活性較低，滿足各類環(huán)保法規(guī)要求。

• NT CAT DBU 適用有機胺類催化劑，可用于室溫硫化硅橡膠，滿足各類環(huán)保法規(guī)要求。