施特雷克尔氨基酸合成反应

施特雷克尔氨基酸合成反应(),也简称施特雷克尔合成(),是一种在氨存在下,通过醛与氰化物反应合成氨基酸的方法。该缩合反应生成α-氨基腈,随后水解得到目标氨基酸。 该方法用于从商业化生产外消旋甲硫氨酸。

反应机理
在反应过程的第一阶段,羰基转化为亚胺离子,氰离子随后加成到亚胺离子上。首先,醛的羰基氧被质子化,然后氨对羰基碳进行亲核攻击。经过后续的质子交换后,脱水生成亚胺离子中间体。氰离子随后进攻亚胺碳,生成氨基腈。

在反应过程的第二部分,腈发生水解。首先,氨基腈的腈氮原子被质子化,腈碳原子受到水分子的亲核攻击。质子交换后,水分子对原腈碳原子进行亲核攻击,生成1,2-二氨基二醇。随后,氨基质子化后消除氨,最后羟基去质子化生成氨基酸。

不对称施特雷克尔反应
施特雷克尔合成的一个例子是以甲基异丙基酮为起始原料,以多公斤级规模合成L-缬氨酸衍生物:
:
3-甲基-2-丁酮与氰化钠和氨的初始反应产物可通过加入L-酒石酸进行拆分。相比之下,不对称施特雷克尔反应则无需拆分剂。用代替氨作为手性辅助剂,最终反应产物为手性丙氨酸。

(BINOL),其中“R”表示手性。“Boc”是叔丁氧羰基保护基。]]

可以使用硫脲衍生的催化剂进行催化不对称施特雷克尔反应。2012年,采用BINOL衍生的催化剂生成手性氰化物阴离子(见图)。

历史
德国化学家发现了由醛或酮生成氨基酸的一系列化学反应。 在此反应中使用氨或铵盐可得到未取代的氨基酸。最初的施特雷克尔反应中,乙醛、氨和氰化氢结合,水解后生成丙氨酸。研究表明,用伯胺和仲胺代替铵盐可得到N-取代的氨基酸。 或不对称催化剂 的替代方法。

不对称施特雷克尔反应()最早由原田于1963年报道。 1996年首次报道了使用手性催化剂进行不对称合成。 然而,该决定于2023年被撤回。

氨基酸的商业合成
除了施特雷克尔合成法之外,还有几种合成氨基酸的方法。

参考文献
参阅

  • 布赫雷尔-贝格斯反应

*氨基酸合成
*化学反应列表

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