| Streckerova syntéza |
| --- |
| Pomenovaná podľa | Adolph Strecker |
| Typ reakcie | Substitučná reakcia |
| Identifikátory |
| Organic Chemistry Portal | strecker-synthesis |
| RSC ontology ID | RXNO:0000207 |

**Streckerova syntéza** je metóda prípravy aminokyselín pomocou reakcie aldehydu s amoniakom v prítomnosti kyanovodíka. Je to kondenzačná reakcia, počas ktorej vzniká α-aminonitril, ktorý následne hydrolyzuje za vzniku požadovanej aminokyseliny. Táto metóda sa používa komerčne na syntézu racemátu metionínu z metionálu. Všeobecne sa dá rakcia zapísať ako:

Pri použití amónnych solí (namiesto amoniaku) vznikajú nesubstituované aminokyseliny, pri použití primárnych a sekundárnych amínov vznikajú *N*-substituované aminokyseliny. Obdobne, použitím ketónov namiesto aldehydov vznikajú α,α-disubstituované aminokyseliny.

Reakčný mechanizmus
-------------------

V prvej časti reakcie dochádza k protonácii karbonylového kyslíka aldehydu. Nasleduje nukleofilný atak amoniaku na karbonylový uhlík. Po výmene protónu sa odštiepi voda a vznikne imíniový katiónový intermediát. Následne dochádza k ataku kyanidového aniónu, čím vzniká aminonitril.

Mechanism of the Strecker-Synthesis, part 1.Mechanism of the Strecker-Synthesis, part 1.
V druhej časti Streckerovej syntézy sa protonuje nitrilový dusík a molekula vody atakuje nitrilový uhlík. Presunom protónu vzniká 1,2-diamino-1,1-diol a dochádza k nukleofilnému ataku vody na uhlík, ktorý bol pôvodne súčasťou nitrilu. Z molekuly sa odštiepi amoniak po tom, čo sa protonuje aminoskupina, a nakoniec deprotonáciou hydroxylovej skupiny vzniká aminokyselina.

Mechanism of the Strecker synthesisMechanism of the Strecker synthesis
Príkladom použitia Streckerovej syntéza vo veľkom merítku je syntéza derivátu L-valínu, ktorá začína metylizopropylketónom:

Asymetrická Streckerova syntéza
-------------------------------

Bola vyvinutá aj asymetrická Streckerova syntéza, počas ktorej vzniká preferenčne jeden enantiomér. Nahradením amoniaku za (*S*)-α-fenyletylamín, ktorý slúži ako chirálny pomocník, vzniká chirálny alanín.

Asymetrickú Streckerovu syntézu možno ovplyvniť pomocou katalyzátorov odvodených od tiomočoviny. V roku 2012 bol opísaný postup využívajúci katalyzátor odvodený od BINOLu, pomocou ktorého vzniká chirálny kyanidový anión.

História
--------

Nemecký chemik Adolph Strecker objavil sériu chemických reakcií, ktorými vznikali aminokyseliny z aldehydov alebo ketónov. Pomocou amoniaku alebo amónnych solí vznikajú nesubstituované aminokyseliny. V pôvodnej Streckerovej syntéze reagujú acetaldehyd, amoniak a kyanovodík za vzniku alanínu. Pri použití primárnych alebo sekundárnych amínov namimesto amoniaku vznikajú *N*-substituované aminokyseliny.

Klasickou Streckerovou syntézou vznikajú racemáty α-aminokyselín, ale bolo vyvinutých niekoľko alternatívnych reakcií, ktoré využívajú chirálnych pomocníkov alebo asymetrické katalyzátory.

V roku 1963 opísal Harada asymetrickú Streckerovu syntézu. Prvá asymetrická syntéza s použitím chirálneho katalyzátora bola opísaná v roku 1996, avšak v roku 2023 bol tento článok stiahnutý, pretože sa autorom nepodarilo výsledky replikovať.

Komerčná syntéza aminokyselín
-----------------------------

Existuje niekoľko ďalších metód syntézy aminokyselín mimo Streckerovej syntézy.

Komerčná produkcia aminokyselín zvyčajne využíva mutantné baktérie, ktoré nadprodukujú konkrétne aminokyseliny z glukózy, ktorú využívajú ako zdroj uhlíka. Okrem toho vznikajú aminokyseliny pomocou enzýmov zo syntetických intermediátov. Kyselina 2-aminotiazolín-4-karboxylová je intermediát v jednej priemyselnej syntéze L-cysteínu. Aspartát vzniká pridaním amoniaku k fumarátu v reakcii katalzyovanej lyázou.

Jednou z najstarších metód je bromácia α-uhlíka karboxylovej kyseliny. Nukleofilnou substitúciou za amoniak potom z alkylbromidu vzniká aminokyselina.

Poznámky
--------

1. ↑  Produkt reakcie 3-metyl-2-butanónu s kyanidom sodným a amoniakom sa chirálne rozlíši pomocou kyseliny vínnej. Vzniknutá aminokyselina sa potom izoluje pomocou dicyklohexylamínu.

Referencie
----------

1. ↑  DEVÍNSKY, Ferdinand. *Organická chémia*. 2. prepracované a doplnené. vyd. Bratislava : Osveta, 2013. ISBN 9788080633882. S. 508.
2. ↑   dl-ALANINE. *Organic Syntheses*, 1929, s. 4. DOI: 10.15227/orgsyn.009.0004.
3. ↑   a-AMINOISOBUTYRIC ACID. *Organic Syntheses*, 1931, s. 4. DOI: 10.15227/orgsyn.011.0004.
4. 1 2 3   *Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry*. [s.l.] : Wiley, 2003-03-11. (1.) DOI: 10.1002/14356007. Dostupné online. ISBN 978-3-527-30385-4. DOI:10.1002/14356007.a02\_057.pub2 (po anglicky)
5. ↑   Catalytic Enantioselective Strecker Reaction of Ketoimines. *Journal of the American Chemical Society*, May 2003, s. 5634–5635. DOI: 10.1021/ja034980+. PMID 12733893.
6. ↑   A Concise Synthesis of (*S*)-*N*-Ethoxycarbonyl-α-methylvaline. *The Journal of Organic Chemistry*, September 2007, s. 7469–7472. DOI: 10.1021/jo7012862. PMID 17713956.
7. ↑   Asymmetric Strecker Reactions. *Chemical Reviews*, 9 November 2011, s. 6947–6983. DOI: 10.1021/cr200057t. PMID 21851054.
8. ↑   Scaleable catalytic asymmetric Strecker syntheses of unnatural α-amino acids. *Nature*, October 2009, s. 968–970. DOI: 10.1038/nature08484. PMID 19829379.
9. ↑   Scalable organocatalytic asymmetric Strecker reactions catalysed by a chiral cyanide generator. *Nature Communications*, 20 November 2012, s. 1212. DOI: 10.1038/ncomms2216. PMID 23169053.
10. ↑   Ueber die künstliche Bildung der Milchsäure und einen neuen, dem Glycocoll homologen Körper. *Annalen der Chemie und Pharmacie*, 1850, s. 27–45. Dostupné online. DOI: 10.1002/jlac.18500750103.
11. 1 2   Ueber einen neuen aus Aldehyd - Ammoniak und Blausäure entstehenden Körper. *Annalen der Chemie und Pharmacie*, 1854, s. 349–351. Dostupné online. DOI: 10.1002/jlac.18540910309.
12. ↑   Asymmetric strecker synthesis using enantiopure sulfinimines: A convenient synthesis of α-amino acids. *Tetrahedron Letters*, December 1994, s. 9351–9354. DOI: 10.1016/S0040-4039(00)78540-6.
13. ↑   Catalytic Asymmetric Strecker Synthesis. Preparation of Enantiomerically Pure α-Amino Acid Derivatives from Aldimines and Tributyltin Cyanide or Achiral Aldehydes, Amines, and Hydrogen Cyanide Using a Chiral Zirconium Catalyst. *Journal of the American Chemical Society*, February 2000, s. 762–766. DOI: 10.1021/ja9935207.
14. ↑   A New Chiral Catalyst for the Enantioselective Strecker Synthesis of α-Amino Acids. *Organic Letters*, December 2004, s. 5027–5029. DOI: 10.1021/ol047698w. PMID 15606127.
15. ↑   Asymmetric Synthesis of α-Amino-acids by the Strecker Synthesis. *Nature*, December 1963, s. 1201. DOI: 10.1038/2001201a0. PMID 14089910.
16. ↑   Asymmetric Catalysis of the Strecker Amino Acid Synthesis by a Cyclic Dipeptide. *Journal of the American Chemical Society*, January 1996, s. 4910–4911. DOI: 10.1021/ja952686e. PMID 24178715.
17. ↑  IYER, Mani S.; GIGSTAD, Kenneth M.; NAMDEV, Nivedita D.. Retraction of "Asymmetric Catalysis of the Strecker Amino Acid Synthesis by a Cyclic Dipeptide″. *Journal of the American Chemical Society*, 2023-07-12, roč. 145, čís. 27, s. 15016–15016. Dostupné online [cit. 2023-10-22]. ISSN 0002-7863. DOI: 10.1021/jacs.3c03705. (po anglicky)
18. ↑   Recent developments in the stereoselective synthesis of α-aminoacids. *Tetrahedron*, January 1994, s. 1539–1650. DOI: 10.1016/S0040-4020(01)80840-1.
19. ↑  MCMURRY, John. *Organic chemistry*. Pacific Grove, CA, USA : Brooks/Cole, 1996. Dostupné online. ISBN 978-0-534-23832-2. S. 1064.

Zdroj
-----


|  |  |
| --- | --- |
| Portal |  |

*Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Strecker amino acid synthesis na anglickej Wikipédii.*