Sintesi di Strecker

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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.

La sintesi di Strecker degli amminoacidi

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[modifica | modifica wikitesto]

Il 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].

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[modifica | modifica wikitesto]

Le 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[modifica | modifica wikitesto]

Un 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]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Adolph Strecker, Ueber die künstliche Bildung der Milchsäure und einen neuen, dem Glycocoll homologen Körper, in Annalen der Chemie und Pharmazie, vol. 75, nº 1, 1850, pp. 27–45, DOI:10.1002/jlac.18500750103.
  2. ^ Adolph Strecker, Ueber einen neuen aus Aldehyd - Ammoniak und Blausäure entstehenden Körper (p ), in Annalen der Chemie und Pharmazie, vol. 91, nº 3, 1854, pp. 349–351, DOI:10.1002/jlac.18540910309.
  3. ^ Masakatsu Shibasaki, Motomu Kanai e Tsuyoshi Mita, The Catalytic Asymmetric Strecker Reaction, in Organic Reactions, vol. 70, nº 1, 2008, DOI:10.1002/0471264180.or070.01.
  4. ^ E. C. Kendall e B. F. McKenzie, dl-ALANINE, in Organic Syntheses, vol. 9, nº 4, 1929, DOI:10.15227/orgsyn.009.0004.
  5. ^ H. T. Clarke e H. J. Bean, α-aminoisobutyric acid, in Organic Syntheses, vol. 4, nº 11, 1931, DOI:10.15227/orgsyn.011.0004.
  6. ^ Shuji Masumoto, Hiroyuki Usuda, Masato Suzuki, Motomu Kanai e Masakatsu Shibasaki, Journal of the American Chemical Society, vol. 125, nº 9, 2003, pp. 5634-5635, DOI:10.1021/ja034980+.
  7. ^ Davis, F. A. et al. Tetrahedron Lett. 1994, 35, 9351.
  8. ^ 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, nº 5, 2000, pp. 762-766, DOI:10.1021/ja9935207.
  9. ^ Jinkun Huang e Elias James Corey, Organic Letters, vol. 6, nº 26, 2004, pp. 5027-5029, DOI:10.1021/ol047698w.)
  10. ^ Rudolf O. Duthaler, Recent developments in the stereoselective synthesis of α-aminoacids, in Tetrahedron, nº 50, 1994, pp. 1539-1650, DOI:10.1016/S0040-4020(01)80840-1.)
  11. ^ Kaoru Harada, Asymmetric Synthesis of α-Amino-acids by the Strecker Synthesis, in Nature, vol. 200, nº 1201, 21 dicembre 1963, DOI:10.1038/2001201a0.
  12. ^ Jun Wang, Xiaohua Liu e Xiaoming Feng, Asymmetric Strecker Reactions, in Chemical Reviews, 2011, DOI:10.1021/cr200057t.
  13. ^ 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, nº 20, 1996, pp. 4910-4911, DOI:10.1021/ja952686e.
  14. ^ 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, nº 19, 2007, pp. 7469-7472, DOI:10.1021/jo7012862.
  15. ^ 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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