Εξηγήστε τη σύνθεση Strecker με μηχανισμό;
Σύνθεση Strecker:Οδηγός βήμα προς βήμα
Η σύνθεση Strecker είναι μια θεμελιώδης μέθοδος για τη σύνθεση α-αμινοξέων από αλδεΰδη ή κετόνη. Περιλαμβάνει μια σειρά αντιδράσεων:
1. συμπύκνωση αλδεΰδης ή κετόνης με αμίνη και ιόν κυανιούχου: Το πρώτο βήμα περιλαμβάνει την πυρηνόφιλη επίθεση της αμίνης στην καρβονυλική ομάδα της αλδεΰδης ή της κετόνης, σχηματίζοντας ένα ενδιάμεσο ιμίνη. Αυτή η ιμίνη αντιδρά στη συνέχεια με το ιόν κυανιούχου για να σχηματίσει κυνοϋδρίνη.
2. υδρόλυση της κυανοϋδρίνης: Στο δεύτερο βήμα, η κυανοϋδρίνη υφίσταται υδρόλυση, μετατρέποντας την ομάδα νιτριλίων σε καρβοξυλική ομάδα. Αυτή η αντίδραση μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας όξινες ή βασικές συνθήκες.
3. Το α-αμινοξύ που σχηματίζεται στο προηγούμενο βήμα μπορεί να περιέχει μια πρόσθετη καρβοξυλική ομάδα στον α-άνθρακα. Αυτό μπορεί να απομακρυνθεί με αποκαρβοξυλίωση, οδηγώντας στο επιθυμητό α-αμινοξέο.
Μηχανισμός:
Βήμα 1: σχηματισμός ιμίνης
* Η αμίνη επιτίθεται στον άνθρακα καρβονυλίου της αλδεΰδης ή της κετόνης, σχηματίζοντας ένα ενδιάμεσο ιμίνη. Πρόκειται για μια πυρηνόφιλη αντίδραση προσθήκης.
Βήμα 2: σχηματισμός κυανοϋδρίνης
* Η ιμίνη στη συνέχεια αντιδρά με το ιόν κυανιούχου, όπου το κυανίδιο επιτίθεται στον άνθρακα ιμίνης. Αυτό οδηγεί στο σχηματισμό ενός ενδιάμεσου κυτοϋδρίνης.
Βήμα 3: υδρόλυση
* Η κυανοϋδρίνη υδρολύεται για να σχηματίσει το α-αμινοξέο. Αυτό το βήμα μπορεί να πραγματοποιηθεί χρησιμοποιώντας όξινες ή βασικές συνθήκες.
* όξινη υδρόλυση: Η ομάδα νιτρίλιο είναι πρωτονιωμένη, ακολουθούμενη από πυρηνόφιλη επίθεση από νερό, οδηγώντας στο σχηματισμό μιας ομάδας καρβοξυλικού οξέος.
* Βασική υδρόλυση: Η ομάδα νιτριλίων υφίσταται πυρηνόφιλη επίθεση από υδροξείδιο, οδηγώντας στο σχηματισμό καρβοξυλικού ανιόντος.
Βήμα 4: Decarboxylation (Προαιρετική)
* Εάν το α-αμινοξέα περιέχει μια επιπλέον καρβοξυλική ομάδα στον α-άνθρακα, μπορεί να απομακρυνθεί με αποκαρβοξυλίωση. Αυτό συνήθως επιτυγχάνεται με θέρμανση του α-αμινοξέος παρουσία ενός ισχυρού οξέος.
Συνολική αντίδραση:
`` `
R-CHO + NH3 + HCN → R-CH (NH2) -COOH
`` `
Παράδειγμα:
Η σύνθεση Strecker της αλανίνης (α-αμινο προπιονικό οξύ) από ακεταλδεΰδη:
* ακεταλδεΰδη + αμμωνία + Κυανίδιο υδρογόνου → Alanine
Πλεονεκτήματα της σύνθεσης Strecker:
* VESATILE:Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σύνθεση μιας ευρείας ποικιλίας α-αμινοξέων.
* Απλή:Η αντίδραση είναι σχετικά απλή και μπορεί να πραγματοποιηθεί υπό ήπιες συνθήκες.
Περιορισμοί της σύνθεσης Strecker:
* Στερεοεκλεκτικότητα:Η σύνθεση του Strecker παράγει συνήθως ρακεμικά μίγματα εναντιομερών.
* Απόδοση:Οι αποδόσεις της αντίδρασης μπορεί να είναι μεταβλητές ανάλογα με τα αντιδραστήρια και τις συνθήκες αντίδρασης.
Συνολικά, η σύνθεση Strecker παραμένει ένα πολύτιμο εργαλείο για τη σύνθεση α-αμινοξέων, ιδιαίτερα για έρευνα και βιομηχανικές εφαρμογές.
