Streckerova syntéza aminokyselin

Streckerova syntéza aminokyselin je syntéza aminokyselin reakcemi aldehydů s amoniakem za přítomnosti kyanidu draselného. Touto kondenzační reakcí vzniká α-aminonitril, který je následně hydrolyzován na aminokyselinu.

V průmyslu se tento postup používá na výrobu racemického methioninu z methionalu.

střed

Při použití amonných solí vznikají nesubstituované aminokyseliny, substituované lze získat z primárních a sekundárních aminů. Obdobně vede použití ketonů namísto aldehydů k tvorbě α,α-disubstituovaných aminokyselin.

Mechanismus

Reakce začíná protonováním karbonylového kyslíku aldehydu, po který je poté následuje nukleofilně atakován amoniakem. Po následné výměně protonů se odštěpí voda z iminiového iontu. +more Kyanidový ion reaguje s iminiovým za vzniku aminonitrilu.

Mechanismus první části Streckerovy syntézy

V druhé části procesu je nitrilový dusík aminonitrilu protonován a uhlíkový atom nitrilové skupiny reaguje s vodou, čímž se po výměně protonů vytvoří 1,2-diaminodiol. Po protonaci aminové skupiny se odštěpí amoniak a nakonec proběhne deprotonce hydroxylové skupiny za tvorby aminokyseliny.

Mechanismus druhé části Streckerovy syntézy

Streckerova syntéza se používá na výrobu derivátu L-valinu z methylizopropylketonu:

Asymetrické Streckerovy reakce

Jsou známy i asymetrické Streckerovy reakce; například při nahrazení amoniaku (S)-alfa-fenylethylaminem (sloužícím jako chirální pomocník) vzniká chirální alanin.

Účinnost katalytických asymetrických Streckerových reakcí lze zlepšit pomocí katalyzátorů odvozených od thiomočoviny.

V roce 2012 byl použit katalyzátor založený na BINOLu, za jehož přítomnosti se vytvářel chirální kyanidový anion.

Katalytická asymetrická Streckerova syntéza

Historie

Německý chemik Adolph Strecker objevil posloupnost reakcí, kterými vznikají aminokyseliny z aldehydů či ketonů. V původní Streckerově reakci se při použití acetaldehydu, amoniaku a kyanovodíku po hydrolýze vytvořil alanin.

Při běžných Streckerových syntézách se tvoří racemické směsi α-aminokyselin, ovšem při zapojení chirálních pomocníků nebo asymetrických katalyzátorů lze provést i asymetrické Streckerovy reakce.

První asymerická syntéza využívající chirální katalyzátor byla oznámena v roce 1996.

Průmyslová výroba aminokyselin

Existují i jiné způsoby syntézy aminokyselin, než je Streckerova syntéza.

Průmyslová výroba aminokyselin je převážně založena na bakteriích vytvářejících jednotlivé aminokyseliny v nadměrných množstvích, přičemž jim jako zdroj uhlíku slouží glukóza; získat je lze také enzymatickými přeměnami syntetických meziproduktů (například meziproduktem výroby L-cysteinu je kyselina 2-aminothiazolin-4-karboxylová). Kyselina asparagová je vyráběna adicí amoniaku na kyselinu fumarovou pomocí lyázy.

Jeden z nejstarších postupů začíná Hellovou-Volhardovou-Zelinského bromací na α-uhlíku karboxylové kyseliny, následnou nukleofilní substitucí se alkylbromid přemění na aminokyselinu.

Odkazy

Reference

Související články

Buchererova-Bergsova reakce

Externí odkazy

Kategorie:Vícesložkové reakce Kategorie:Substituční reakce Kategorie:Jmenné reakce Kategorie:Chemické syntézy aminokyselin