Síntesis de aminoácidos de Strecker

La síntesis de aminoácidos de Strecker , también conocida simplemente como síntesis de Strecker, es un método para la síntesis de aminoácidos mediante la reacción de un aldehído con cianuro en presencia de amoníaco . La reacción de condensación produce un α-aminonitrilo, que posteriormente se hidroliza para dar el aminoácido deseado. ^{[1] [2]} El método se utiliza para la producción comercial de metionina racémica a partir de metional . ^[3]

Las aminas primarias y secundarias también dan lugar a aminoácidos N-sustituidos. Asimismo, el uso de cetonas , en lugar de aldehídos, da lugar a aminoácidos α,α-disustituidos. ^[4]

En la primera parte de la reacción, se protona el oxígeno del grupo carbonilo de un aldehído , seguido de un ataque nucleofílico del amoníaco al carbono carbonílico. Después del intercambio de protones, el agua se separa del ion iminio intermedio. A continuación, un ion cianuro ataca al carbono iminio y produce un aminonitrilo.

En la segunda parte de la síntesis de Strecker, el nitrógeno nítrico del aminonitrilo se protona y el carbono nítrico es atacado por una molécula de agua. A continuación, se forma un 1,2-diamino-diol tras el intercambio de protones y un ataque nucleofílico del agua al antiguo carbono nítrico. A continuación, se elimina el amoniaco tras la protonación del grupo amino y, finalmente, la desprotonación de un grupo hidroxilo produce un aminoácido .

Un ejemplo de la síntesis de Strecker es una síntesis a escala de varios kilogramos de un derivado de L-valina a partir de metil isopropil cetona : ^[5]

(CH ₃ ) ₂ CHC(O)CH ₃ + HCN + NH ₃ → (CH ₃ ) ₂ CHC(CN)(NH ₂ )CH ₃ + H ₂ O

El producto de reacción inicial de 3-metil-2-butanona con cianuro de sodio y amoníaco se resuelve mediante la aplicación de ácido L-tartárico . Por el contrario, las reacciones de Strecker asimétricas no requieren un agente de resolución. Al reemplazar el amoníaco con (S)-alfa-feniletilamina como auxiliar quiral, el producto de reacción final fue la alanina quiral . ^[6]

La reacción catalítica asimétrica de Strecker se puede efectuar utilizando catalizadores derivados de tiourea . ^[7] En 2012, se empleó un catalizador derivado de BINOL para generar anión cianuro quiral (ver figura). ^[8]

El químico alemán Adolph Strecker descubrió la serie de reacciones químicas que producen un aminoácido a partir de un aldehído o una cetona . ^{[9] [10]} El uso de amoníaco o sales de amonio en esta reacción da lugar a aminoácidos no sustituidos. En la reacción original de Strecker, el acetaldehído , el amoníaco y el cianuro de hidrógeno se combinaron para formar, tras la hidrólisis, alanina . Se demostró que el uso de aminas primarias y secundarias en lugar de amonio produce aminoácidos N-sustituidos. ^[10]

La síntesis clásica de Strecker produce mezclas racémicas de α-aminoácidos como productos, pero se han desarrollado varios procedimientos alternativos que utilizan auxiliares asimétricos ^[11] o catalizadores asimétricos ^{[12] [13] .}

La reacción asimétrica de Strecker fue descrita por Harada en 1963. ^[14] La primera síntesis asimétrica descrita a través de un catalizador quiral fue publicada en 1996. ^[15] Sin embargo, esta fue retractada en 2023. ^[16]

Existen varios métodos para sintetizar aminoácidos además de la síntesis de Strecker. ^{[17] [3]}

Sin embargo, la producción comercial de aminoácidos suele depender de bacterias mutantes que producen en exceso aminoácidos individuales utilizando glucosa como fuente de carbono. De lo contrario, los aminoácidos se producen mediante conversiones enzimáticas de intermediarios sintéticos. El ácido 2-aminotiazolina-4-carboxílico es un intermediario en una síntesis industrial de L- cisteína . El ácido aspártico se produce mediante la adición de amoníaco al fumarato utilizando una liasa. ^[3]

• Reacción de Bucherer-Bergs