Sintesi di Strecker
La sintesi di Strecker degli amminoacidi, messa a punto da Adolph Strecker, è una serie di reazioni chimiche che produce un aminoacido partendo da un'aldeide (o un chetone[1][2][3]) L'aldeide viene condensata con cloruro d'ammonio in presenza di cianuro di potassio a dare un α-aminonitrile, che viene successivamente idrolizzato nell'amminoacido[4][5]. Nella reazione originale di Strecker, l'acetaldeide è stata fatta reagire con ammoniaca e acido cianidrico per dare, dopo idrolisi, l'alanina.
L'uso di sali di ammonio produce amminoacidi non sostituiti, la reazione può essere condotta anche con ammine primarie o secondarie a dare amminoacidi N-sostituiti; la sostituzione delle aldeidi con i chetoni porta invece ad ottenere amminoacidi α,α-disostituiti[6].
La sintesi originale condotta nel 1850 diede α-amminonitrili racemi, l'utilizzo di ausiliari o catalizzatori chirali consente di condurre sintesi asimmetriche[7][8][9][10].
Meccanismo di reazione
modificaIl meccanismo di reazione è schematizzato in figura. Nel primo stadio, l'aldeide [1] reagisce con l'ammoniaca in una reazione di addizione nucleofila a dare la semiamminale [3], la quale lega un protone e forma uno ione imminio [5] per eliminazione di acqua. Una seconda addizione nucleofila dello ione cianuro produce l'amminonitrile [6].
- Sintesi di Strecker
-
I stadio -
II stadio
Nel secondo stadio un protone attiva l'amminonitrile [1] all'addizione nucleofila di due equivalenti di acqua producendo l'intermedio [6], il quale perde ammoniaca e un protone a dare il prodotto finale [7].
Sintesi asimmetrica
modificaLe reazioni di Strecker asimmetriche furono studiate inizialmente da Kaoru Harada nel 1963 [11][12]. Sostituendo l'ammoniaca con la (S)-α-feniletilammina come ausiliario chirale, il prodotto finale fu alanina chirale.
La prima sintesi asimmetrica condotta per mezzo di catalizzatori chirali risale invece al 1966[13].
Applicazioni
modificaUn esempio di applicazione attuale della sintesi di Strecker è la sintesi su scala industriale di un derivato della L-valina partendo dal 3-metil-2-butanone[14][15]:
![Un'applicazione della sintesi di Strecker[14]](/wiki/File:StreckerApplication.png)
Note
modifica- ^ Adolph Strecker, Ueber die künstliche Bildung der Milchsäure und einen neuen, dem Glycocoll homologen Körper, in Annalen der Chemie und Pharmazie, vol. 75, n. 1, 1850, pp. 27–45, DOI:10.1002/jlac.18500750103.
- ^ Adolph Strecker, Ueber einen neuen aus Aldehyd - Ammoniak und Blausäure entstehenden Körper (p ), in Annalen der Chemie und Pharmazie, vol. 91, n. 3, 1854, pp. 349–351, DOI:10.1002/jlac.18540910309.
- ^ Masakatsu Shibasaki, Motomu Kanai e Tsuyoshi Mita, The Catalytic Asymmetric Strecker Reaction, in Organic Reactions, vol. 70, n. 1, 2008, DOI:10.1002/0471264180.or070.01.
- ^ E. C. Kendall e B. F. McKenzie, dl-ALANINE, in Organic Syntheses, vol. 9, n. 4, 1929, DOI:10.15227/orgsyn.009.0004.
- ^ H. T. Clarke e H. J. Bean, α-aminoisobutyric acid, in Organic Syntheses, vol. 4, n. 11, 1931, DOI:10.15227/orgsyn.011.0004.
- ^ Shuji Masumoto, Hiroyuki Usuda, Masato Suzuki, Motomu Kanai e Masakatsu Shibasaki, Journal of the American Chemical Society, vol. 125, n. 9, 2003, pp. 5634-5635, DOI:10.1021/ja034980+, https://oadoi.org/10.1021/ja034980+.
- ^ Davis, F. A. et al. Tetrahedron Lett. 1994, 35, 9351.
- ^ Haruro Ishitani, Susumu Komiyama, Yoshiki Hasegawa e Shū Kobayashi, 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, in Journal of the American Chemical Society, vol. 122, n. 5, 2000, pp. 762-766, DOI:10.1021/ja9935207.
- ^ Jinkun Huang e Elias James Corey, Organic Letters, vol. 6, n. 26, 2004, pp. 5027-5029, DOI:10.1021/ol047698w, https://oadoi.org/10.1021/ol047698w.)
- ^ Rudolf O. Duthaler, Recent developments in the stereoselective synthesis of α-aminoacids, in Tetrahedron, n. 50, 1994, pp. 1539-1650, DOI:10.1016/S0040-4020(01)80840-1.)
- ^ Kaoru Harada, Asymmetric Synthesis of α-Amino-acids by the Strecker Synthesis, in Nature, vol. 200, n. 1201, 21 dicembre 1963, DOI:10.1038/2001201a0.
- ^ Jun Wang, Xiaohua Liu e Xiaoming Feng, Asymmetric Strecker Reactions, in Chemical Reviews, 2011, DOI:10.1021/cr200057t.
- ^ Mani S. Iyer, Kenneth M. Gigstad, Nivedita D. Namdev e Mark Lipton, Asymmetric Catalysis of the Strecker Amino Acid Synthesis by a Cyclic Dipeptide, in Journal of the American Chemical Society, vol. 118, n. 20, 1996, pp. 4910-4911, DOI:10.1021/ja952686e.
- ^ a b Jeffrey T. Kuethe, Donald R. Gauthier Jr., Gregory L. Beutner e Nobuyoshi Yasuda, A Concise Synthesis of (S)-N-Ethoxycarbonyl-α-methylvaline, in The Journal of Organic Chemistry, vol. 72, n. 19, 2007, pp. 7469-7472, DOI:10.1021/jo7012862.
- ^ Il racemo prodotto dalla prima reazione viene risolto dall'acido L-tartarico; l'amminoacido è isolato in forma di sale di dicicloesilammina.
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