Синтез аминокислот Strecker - Strecker amino acid synthesis
| Стрекеровский синтез | |
|---|---|
| Названный в честь | Адольф Стрекер |
| Тип реакции | Реакция замещения |
| Идентификаторы | |
| Портал органической химии | Стрекер-синтез |
| Идентификатор онтологии RSC | RXNO: 0000207 |
Стрекер аминокислотного синтеза , также известный просто как синтез Штреккера, представляет собой способ для синтеза аминокислот по реакции альдегида с аммиаком в присутствии цианида калия . В результате реакции конденсации образуется -аминонитрил, который впоследствии гидролизуется с получением желаемой аминокислоты. Этот метод используется в коммерческих целях для производства рацемического метионина из метионаля .
В то время как использование солей аммония дает незамещенные аминокислоты, первичные и вторичные амины также дают замещенные аминокислоты. Точно так же использование кетонов вместо альдегидов дает α, α-дизамещенные аминокислоты.
Механизм реакции
В первой части реакции карбонильный кислород альдегида протонируется с последующей нуклеофильной атакой аммиака на карбонильный углерод. После последующего протонного обмена вода отщепляется от промежуточного иминиевого иона . Затем цианид-ион атакует иминиевый углерод с образованием аминонитрила.
Во второй части синтеза Штрекера азот нитрила аминонитрила протонируется, а углерод нитрила атакуется молекулой воды. Затем после протонного обмена и нуклеофильной атаки воды на бывший нитрильный углерод образуется 1,2-диамино-диол. Аммиак впоследствии удаляется после протонирования аминогруппы, и, наконец, при депротонировании гидроксильной группы образуется аминокислота .
Одним из примеров синтеза Штрекера является синтез производного L-валина в масштабе нескольких килограммов, исходя из метилизопропилкетона :
Асимметричные реакции Стрекера
Асимметричные реакции Стрекера хорошо развиты. При замене аммиака на (S) -альфа-фенилэтиламин в качестве хирального вспомогательного вещества конечным продуктом реакции был хиральный аланин .
Каталитическая асимметричная реакция Стрекера может быть осуществлена с использованием катализаторов на основе тиомочевины . В 2012 году катализатор на основе BINOL был использован для получения хирального цианидного аниона.
История
Немецкий химик Адольф Стрекер открыл серию химических реакций , в результате которых образуется аминокислота из альдегида или кетона . Использование аммиака или солей аммония в этой реакции дает незамещенные аминокислоты. В исходной реакции Стрекера ацетальдегид , аммиак и цианистый водород объединились с образованием после гидролиза аланина . Было показано, что использование первичных и вторичных аминов вместо аммония дает N-замещенные аминокислоты.
Классический синтез Штрекера дает в качестве продуктов рацемические смеси α-аминокислот, но было разработано несколько альтернативных процедур с использованием асимметричных вспомогательных веществ или асимметричных катализаторов.
Об асимметричной реакции Стрекера сообщил Харада в 1963 году. О первом асимметричном синтезе с использованием хирального катализатора было сообщено в 1996 году.
Коммерческий синтез аминокислот
Существует несколько методов синтеза аминокислот помимо синтеза Стрекера.
Коммерческое производство аминокислот обычно зависит от мутантных бактерий, которые перепроизводят отдельные аминокислоты, используя глюкозу в качестве источника углерода. В противном случае аминокислоты производятся путем ферментативного превращения синтетических промежуточных продуктов. 2-Аминотиазолин-4-карбоновая кислота является промежуточным продуктом в одном промышленном синтезе L- цистеина . Аспарагиновая кислота производится добавлением аммиака к фумарату с использованием лиазы.
Один из самых старых методов начинается с бромирования α-углерода карбоновой кислоты. Нуклеофильное замещение с аммиаком затем преобразует алкилбромид к аминокислоте.