스트레이커 아미노산 합성

Strecker amino acid synthesis
스트레이커 합성
의 이름을 따서 명명됨 아돌프 스트레이커
반응형 치환 반응
식별자
유기화학 포털 스트레이커의 매개에 의한
RSC 온톨로지 ID RXNO:0000207

간단히 Strecker 합성이라고도 알려진 Strecker 아미노산 합성은 시안화칼륨의 존재 하에서 알데히드와 암모니아를 반응시켜 아미노산을 합성하는 방법입니다.응축 반응은 α-아미노니트릴을 생성하며, α-아미노니트릴은 이후 가수분해되어 원하는 아미노산을 [1][2]얻는다.이 방법은 [3]메티오닌으로부터 라세미크 메티오닌을 생산하기 위해 상업적으로 사용된다.

Strecker-Synthese Übersicht V3.svg

암모늄염의 사용은 치환되지 않은 아미노산을 제공하지만, 1차 및 2차 아민은 또한 치환된 아미노산을 제공합니다.마찬가지로, 알데히드 대신 케톤을 사용하면 α,[4]α-치환된 아미노산을 얻을 수 있다.

반응 메커니즘

반응의 첫 번째 부분에서는 알데히드의 카르보닐산소를 양성화한 후 카르보닐카본에 대한 암모니아 친핵성 공격을 실시한다.이후 양성자 교환 후 물은 이미늄 이온 중간체로부터 분리된다.이어서 시안화물 이온이 아미노니트릴을 생성하는 이미늄 탄소를 공격한다.

Mechanism of the Strecker-Synthesis, part 1.

스트레이커 합성 제2부에서는 아미노니트릴의 니트릴 질소를 양성자화하고 니트릴 탄소를 물 분자에 의해 공격한다.그 후 양성자 교환 및 이전의 니트릴 카본에 대한 물의 친핵 공격 후에 1,2-디아미노-디올을 형성한다.아미노기의 양성자화 후 암모니아를 제거하고 마지막으로 수산기의 탈양성자에 의해 아미노산이 생성된다.

Mechanism of the Strecker Synthesis.

Strecker 합성의 한 예는 Methyl 이소프로필 [5][6]케톤에서 시작하는 L-발린 유도체의 멀티킬로그램 척도 합성이다.

비대칭 스트레이커 반응

비대칭 스트레이커 반응이 잘 발달되어 있다.암모니아를 키랄 보조제로 (S)-α-페닐에틸아민으로 대체함으로써 최종 반응 생성물은 [7]키랄 알라닌이었다.

티오요소 유래 [8]촉매를 사용하여 촉매 비대칭 스트레이커 반응을 얻을 수 있다.2012년에는 BINOL 유도 촉매를 사용하여 키랄 시안화 음이온을 [9]생성하였다.

촉매 비대칭 스트레이커 합성.

역사

독일 화학자 아돌프 스트레커는 알데히드나 [10][11]케톤으로부터 아미노산을 생성하는 일련의 화학 반응을 발견했다.이 반응에 암모니아나 암모늄 염을 사용하면 치환되지 않은 아미노산을 얻을 수 있다.원래의 스트레이커 반응에서 아세트알데히드, 암모니아 및 시안화수소가 결합하여 알라닌 가수분해 후 형성되었다.암모늄 대신 1차 및 2차 아민을 사용하면 N-치환 아미노산이 [11]생성되는 것으로 나타났다.

고전적인 Strecker 합성은 생성물로 α-아미노산의 라세미 혼합물을 제공하지만, 비대칭 보조제[12] 또는 비대칭 촉매를[13][14] 사용하는 몇 가지 대체 과정이 개발되었다.

비대칭 스트레이커 반응은 1963년 [15]하라다에 의해 보고되었다.키랄 촉매를 통한 최초의 비대칭 합성은 [16]1996년에 보고되었다.

상업용 아미노산 합성

스트레이커 [17][3]합성 외에도 아미노산을 합성하는 몇 가지 방법이 있다.

아미노산의 상업적 생산은 보통 포도당을 탄소원으로 사용하여 개별 아미노산을 과잉 생산하는 돌연변이 박테리아에 의존한다.그 이외의 아미노산은 합성 중간체의 효소 변환에 의해 생성된다. 2-아미노티아졸린-4-카르복실산은 L-시스테인의 공업 합성 중 하나의 중간체이다.아스파라긴산은 리아제를 [3]사용하여 푸마르산에 암모니아를 첨가하여 생성된다.

가장 오래된 방법 중 하나는 카르본산의 α-탄소에서의 브롬화로 시작된다.그리고 나서 암모니아에 의한 친핵 치환에 의해 알킬 브롬화물이 아미노산으로 [18]변환된다.

레퍼런스

  1. ^ "dl-ALANINE". Organic Syntheses. 9: 4. 1929. doi:10.15227/orgsyn.009.0004.
  2. ^ "a-AMINOISOBUTYRIC ACID". Organic Syntheses. 11: 4. 1931. doi:10.15227/orgsyn.011.0004.
  3. ^ a b c Drauz, Karlheinz; Grayson, Ian; Kleemann, Axel; Krimmer, Hans-Peter; Leuchtenberger, Wolfgang; Weckbecker, Christoph (2006). "Amino Acids". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a02_057.pub2.
  4. ^ Masumoto, Shuji; Usuda, Hiroyuki; Suzuki, Masato; Kanai, Motomu; Shibasaki, Masakatsu (May 2003). "Catalytic Enantioselective Strecker Reaction of Ketoimines". Journal of the American Chemical Society. 125 (19): 5634–5635. doi:10.1021/ja034980+. PMID 12733893.
  5. ^ Kuethe, Jeffrey T.; Gauthier, Donald R.; Beutner, Gregory L.; Yasuda, Nobuyoshi (September 2007). "A Concise Synthesis of (S)-N-Ethoxycarbonyl-α-methylvaline". The Journal of Organic Chemistry. 72 (19): 7469–7472. doi:10.1021/jo7012862. PMID 17713956.
  6. ^ 3-메틸-2부타논과 시안화나트륨, 암모니아의 초기 반응 생성물은 L-타르타르산을 도포하여 분해한다.아미노산은 디시클로헥실아민과 함께 소금으로 분리된다.
  7. ^ Wang, Jun; Liu, Xiaohua; Feng, Xiaoming (9 November 2011). "Asymmetric Strecker Reactions". Chemical Reviews. 111 (11): 6947–6983. doi:10.1021/cr200057t. PMID 21851054.
  8. ^ Zuend, Stephan J.; Coughlin, Matthew P.; Lalonde, Mathieu P.; Jacobsen, Eric N. (October 2009). "Scaleable catalytic asymmetric Strecker syntheses of unnatural α-amino acids". Nature. 461 (7266): 968–970. Bibcode:2009Natur.461..968Z. doi:10.1038/nature08484. PMC 2778849. PMID 19829379.
  9. ^ Yan, Hailong; Suk Oh, Joong; Lee, Ji-Woong; Eui Song, Choong (20 November 2012). "Scalable organocatalytic asymmetric Strecker reactions catalysed by a chiral cyanide generator". Nature Communications. 3 (1): 1212. Bibcode:2012NatCo...3.1212Y. doi:10.1038/ncomms2216. PMID 23169053.
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  12. ^ Davis, Franklin A.; Reddy, Rajarathnam E.; Portonovo, Padma S. (December 1994). "Asymmetric strecker synthesis using enantiopure sulfinimines: A convenient synthesis of α-amino acids". Tetrahedron Letters. 35 (50): 9351–9354. doi:10.1016/S0040-4039(00)78540-6.
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  15. ^ Harada, Kaoru (December 1963). "Asymmetric Synthesis of α-Amino-acids by the Strecker Synthesis". Nature. 200 (4912): 1201. Bibcode:1963Natur.200.1201H. doi:10.1038/2001201a0. PMID 14089910. S2CID 43857409.
  16. ^ Iyer, Mani S.; Gigstad, Kenneth M.; Namdev, Nivedita D.; Lipton, Mark (January 1996). "Asymmetric Catalysis of the Strecker Amino Acid Synthesis by a Cyclic Dipeptide". Journal of the American Chemical Society. 118 (20): 4910–4911. doi:10.1021/ja952686e. PMID 24178715.
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  18. ^ McMurry J (1996). Organic chemistry. Pacific Grove, CA, USA: Brooks/Cole. p. 1064. ISBN 978-0-534-23832-2.

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