ストレッカー反応

ストレッカー反応

ストレッカー反応（英: Strecker reaction）は、アルデヒドまたはケトンがアンモニアとシアン化水素と反応し、アミノ酸を合成する化学反応です。この反応は1850年にアドルフ・ストレッカーによって初めて報告され、その後もさまざまな変法が開発され、現在でもアミノ酸合成における重要な手法として広く利用されています。この反応は、生命の起源を考える上でも重要な役割を果たしたとされており、アミノ酸が生まれる過程が示唆されています。

反応機構

まず、アルデヒドとアンモニアが反応してイミンが生成されます。次に、ここにシアン化物イオンが求核攻撃を行うことでアミノニトリルが形成されます。多くの場合、このアミノニトリルを単離することなく、そのまま加水分解することで最終的に有用なアミノ酸を得ることができます。加水分解の過程には濃塩酸を用いて加熱する条件が一般的です。アルデヒドとしては、芳香族も脂肪族の誘導体も使用することが可能です。

変法

一般的にストレッカー反応では危険なシアン化水素の使用を避けるため、シアン化ナトリウムや塩化アンモニウムを使用することが多く、これをゼリンスキー・スタドニコフの変法と呼びます。さらに、炭酸アンモニウムやシアン化アルカリを用いることで、ヒダントイン誘導体などの別の生成物が得られることもあります。これらの生成物を十分に精製し、水酸化ナトリウムなどで加水分解することで、純度の高いアミノ酸が得られるのです。アミノ酸は水溶性があるため、抽出や精製が難しい場合もありますが、これらの方法は有効とされています。

不斉ストレッカー反応

光学活性なアミノ酸の需要は高く、ストレッカー反応の不斉化も古くから試みられています。窒素原子に電子求引基を付加してイミンを安定化させ、そこに不斉触媒の存在下でシアン化物イオンを反応させる技術が多くの研究者によって発表されてきました。特に柴崎、丸岡、ジェイコブセンといった研究者がそれぞれ新たな手法を開発しました。また、エルマンらは不斉補助基を用いた手法も提案し、その応用範囲は広がっています。

ストレッカー不斉反応

ストレッカー不斉反応は、1963年にアラニンと非対称補助剤であるS-αフェニルエチルアミンを反応させる形で開発されました。1996年には、この不斉反応に関する具体的な報告がなされました。

ストレッカー不斉触媒反応

エリック・N・ジェイコブセンは2009年に、チオ尿素由来の触媒を用いたストレッカー不斉触媒反応を発表しました。この反応の中で、2012年には、BINOL由来のシンプルな触媒がキラルシアニドアニオンの生成に利用できることが判明しました。

応用

今日、ストレッカー反応はL-バリン誘導体を3-メチル-2-ブタノンからキログラム単位で合成する手法として用いられています。このように、ストレッカー反応はアミノ酸合成の分野で重要な位置を占め、その応用は今後も広がると期待されています。

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