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.^[1][2]

V průmyslu se tento postup používá na výrobu racemického methioninu z methionalu.^[3]

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.^[4]

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. Kyanidový ion reaguje s iminiovým za vzniku aminonitrilu.

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.

Streckerova syntéza se používá na výrobu derivátu L-valinu z methylizopropylketonu:^[5]

Asymetrické Streckerovy reakce

Jsou známy i asymetrické Streckerovy reakce; například při nahrazení amoniaku (S)-alfa-fenylethylaminem (sloužícím jako chirální pomocník) vzniká chirální alanin.^[6]

Účinnost katalytických asymetrických Streckerových reakcí lze zlepšit pomocí katalyzátorů odvozených od thiomočoviny.^[7]

V roce 2012 byl použit katalyzátor založený na BINOLu, za jehož přítomnosti se vytvářel chirální kyanidový anion.^[8]

Historie

Německý chemik Adolph Strecker objevil posloupnost reakcí, kterými vznikají aminokyseliny z aldehydů či ketonů.^[9][10] V původní Streckerově reakci se při použití acetaldehydu, amoniaku a kyanovodíku po hydrolýze vytvořil alanin.^[10]

Při běžných Streckerových syntézách se tvoří racemické směsi α-aminokyselin, ovšem při zapojení chirálních pomocníků^[11] nebo asymetrických katalyzátorů^[12][13] lze provést i asymetrické Streckerovy reakce.^[14]

První asymerická syntéza využívající chirální katalyzátor byla oznámena v roce 1996.^[15]

Průmyslová výroba aminokyselin

Existují i jiné způsoby syntézy aminokyselin, než je Streckerova syntéza.^[16][3]

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.^[3]

Jeden z nejstarších postupů začíná Hellovou-Volhardovou-Zelinského bromací na α-uhlíku karboxylové kyseliny, následnou nukleofilní substitucí se alkylbromid přemění na aminokyselinu.^[17]

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Strecker amino acid synthesis na anglické Wikipedii.

Související články

• Buchererova–Bergsova reakce

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Streckerova syntéza aminokyselin na Wikimedia Commons