氨基酸的合成方法汇总

氨基酸(aminoacid)是指含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称。它是生物功能大分子蛋白质的基本组成单位，赋予蛋白质特定的分子结构形态，使其具有生化活性。氨基酸是含有碱性氨基(—NH2)和酸性羧基(—COOH)的有机化合物，是一类重要的含氮化合物。氨基连在α碳上的称为α-氨基酸。由于氨基酸分子中含有C—N键，通过化学方法构建C—N键是合成氨基酸的关键点之一，前面章节中已介绍了叠氮离子取代合成氨基酸的方法，这里将介绍通过构建C—N新键合成氨基酸的其他化学合成方法。

1. Strecker合成法

1850年，Strecker首次用乙醛、氨水和HCN混合反应得到α-氨基氰，再经水解得到α-氨基酸。

经Zelinsk改进后,用氯化铵和氰化钾代替了氢氰酸和氨，从而避免了直接使用氰化氢或氰化铵，反应后得到同样的产物。用氯化铵反应时生成伯胺；或用伯胺或仲胺反，,生成取代的氨基酸。用酮反应时,得到α,α-二取代的氨基酸。

2. Erlenmeyer合成法

Erlenmeyer合成法也叫Erlenmeyer-Plöchl合成法，是指α-酰氨基乙酸在醋酸或醋酸酐、醋酸钠(或碳酸钾)存在下，生成二氢噁唑酮(azlactone)中间体，由于中间体噁唑酮环上亚甲基受到邻位羰基影响，H具有一定的酸性，在碱的作用下与醛进行缩合，再经还原、水解得到α-氨基酸。其反应通式如下:

例如α-苯丙氨酸的合成:

首先甘氨酸与苯甲酰氯反应生成苯甲酰甘氨酸(俗称马尿酸)，然后在醋酸酐的作用下苯甲酰甘氨酸环化，脱去一个水分子生成噁唑酮(或叫二氢噁唑酮)，杂环上的亚甲基H具有一定的酸性，在碱性条件下与苯甲醛进行缩合反应，再进行催化加氢，最后水解得到目标产物α-苯丙氨酸。

3. 丙二酸酯合成法

丙二酸酯分子中亚甲基的活泼性，使其用途非常广泛，其可以用来合成α-氨基酸。

①卤代丙二酸酯合成法

应用卤代(氯代或溴代)丙二酸酯和邻苯二甲酰亚胺，可以合成各种α-氨基酸,反应通式如下:

②乙酰氨基丙二酸酯合成法

丙二酸酯先进行亚硝化生成肟基丙二酸酯，再还原生成乙酰氨基丙二酸酯，然后再在醇钠的作用下与卤代烷作用生成α-取代的乙酰氨基丙二酸酯，最后碱性水解，酸化得到α-氨基酸。

4. 相转移催化合成法

在碱性、相转移催化剂[如三乙基苄基氯化铵(TEBA)]存在下，醛和胺生成的Schiff碱可以与卤代烷(如RCl、RBr等)发生烷基化反应生成氨基酸。

 

应用此方法可以合成丙氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、原缬氨酸、缬氨酸、正亮氨酸等。例如：R=H，R′=Bn，可以合成苯丙氨酸；R′=CH3，可以合成甘氨酸。