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人名反应:Strecker反应,合成氨基酸第一弹

时间: 2020年02月19日 | 作者: Admin | 来源: ​学术经纬
今天要介绍的这个人名反应可以追溯至1850年,德国化学家Adolph Strecker先生想要设计一种制备乳酸的方法……



今天要介绍的这个人名反应可以追溯至1850年,德国化学家Adolph Strecker先生想要设计一种制备乳酸的方法。他原本设想将乙醛与氨水混合,并加入无水HCN,随后对原位形成的反应中间体2-氨基丙腈酸化水解便能得到最终的乳酸产物。不过,2-氨基丙腈水解后并没有得到预期产物,体系中加入HCl水溶液后仅氰基发生水解,随后加入Pb(OH)2中和质子化的氨基,最终得到丙氨酸产物。


Adolph Strecker先生的意外发现(图片来源:参考资料[1])


Adolph Strecker先生进一步对该方法进行了拓展,这种通过羰基化合物醛、酮与一级、二级胺或氨缩合,并进一步与HCN或其等价物发生亲核加成形成α-氨基腈的反应叫作Strecker反应(Strecker reaction)。α-氨基腈在酸性或碱性条件下水解可以得到α-氨基酸,该方法首次实现了实验室条件下制备α-氨基酸,因而也称为Strecker氨基酸合成法(Strecker amino acid synthesis)。将HCN与预先制备的醛/酮亚胺、亚铵盐或肟、腙等混合同样可以得到α-氨基腈产物。


Strecker反应的建立(图片来源:参考资料[1])


这种一锅法三组分反应的机理如下:醛/酮与胺在酸性条件下脱水缩合形成相应的亚铵阳离子物种,其亲电活性要比相应的羰基化合物强,随后CN-作为亲核试剂对其亲核加成得到α-氨基腈。


Strecker反应的机理(图片来源:参考资料[1])


由于HCN易挥发、毒性极高,安全起见,后续人们使用碱金属氰化物(如KCN、NaCN)与缓冲水溶液混合代替氢氰酸,反应可以达到同样的效果。


Strecker反应合成的α-氨基酸通常为外消旋体。要想得到手性产物,可采用手性辅基及手性催化剂两种策略进行不对称诱导:当使用手性胺与羰基化合物缩合形成手性亚胺时,进一步加入CN-亲核试剂则可得到手性的α-氨基腈;使用非手性底物参与反应,选择合适的手性过渡金属催化剂或有机分子催化剂也可以达到同样的目的。


不对称Strecker反应(图片来源:参考资料[1])



参考资料

[1] László Kürti, Barbara Czakó. Strategic applications of named reactions in organic synthesis [M]: Elsevier, 2005