DESTEK OL

Abiko-Masamune Reaksiyonu

Abiko-Masamune Reaksiyonu: α-Amino Asitlerin Etkin Sentezi

Bu bölüm, bir aldehit, bir amin ve hidrojen siyanür (HCN) veya siyanür kaynağı (örneğin KCN) kullanarak α-amino asitlerin sentezini sağlayan **Abiko-Masamune Reaksiyonu**nu kapsar. Bu reaksiyon, 1977 yılında Akira Abiko ve Hisashi Masamune tarafından geliştirilmiştir. Bu reaksiyon, Strecker sentezi olarak bilinen klasik yöntemin modifiye bir versiyonudur. Abiko-Masamune reaksiyonu, özellikle asimetrik sentez için geliştirilmiş olup, uygun kiral katalizörler kullanılarak optikçe aktif α-amino asitlerin sentezi mümkündür. Bu yöntem, farmasötik kimyada ve peptit sentezinde büyük önem taşımaktadır.

Kaşifler: Prof. Dr. Akira Abiko ve Prof. Dr. Hisashi Masamune

Prof. Dr. Akira Abiko ve Prof. Dr. Hisashi Masamune

Prof. Dr. Akira Abiko ve Prof. Dr. Hisashi Masamune, Japon kimyagerlerdir ve 1977 yılında Strecker sentezinin modifiye edilmiş bir versiyonunu geliştirmişlerdir. Bu yöntem, özellikle asimetrik sentez için temel bir yöntem olmuştur. Abiko ve Masamune'nun yöntemi, özellikle α-amino asitlerin sentezindeki verimliliği ve optik aktivitesi açısından büyük bir önem taşımaktadır.

Reaksiyonun Kısa Tarihsel Gelişimi

1977 yılında Abiko ve Masamune, aldehit, amin ve siyanürün bir arada reaksiyona girmesine dayalı olarak α-amino asitlerin sentezini göstermiştir. Bu yöntem, daha sonra birçok sentetik yöntemde temel alınmıştır. 1980'lerden sonra, bu reaksiyonun asimetrik versiyonları geliştirilmiş ve kiral katalizörler kullanılarak optikçe aktif α-amino asitler sentezlenmiştir.

Reaksiyonun Genel Formu ve Mekanizması

Abiko-Masamune Reaksiyonu'nun genel formu şu şekildedir:

R–CHO + R'–NH₂ + HCN → R–CH(NH₂)–COOH

Mekanizma şu adımlardan oluşur:

  1. İmin Oluşumu: Aldehit, aminle reaksiyona girerek imin oluşturur.
  2. Siyanür Katısı: Oluşan imin, siyanür iyonu tarafından nükleofilik olarak saldırılır.
  3. Hidroliz: Oluşan α-aminonitril, asidik veya bazik ortamda hidrolize edilerek α-amino asidi verir.

Önemli Kavram: Asimetrik Sentez

Abiko-Masamune reaksiyonu, uygun kiral katalizörler kullanılarak asimetrik sentez için uygulanabilir. Bu sayede, sadece bir enantiyomerin sentezi sağlanabilir.

Reaksiyon Koşulları ve Değişkenler

Abiko-Masamune Reaksiyonu için tipik koşullar:

  • Substrat 1: Aldehit (örneğin benzaldehyde, formaldehyde).
  • Substrat 2: Amin (örneğin ammonia, primary/secondary amin).
  • Siyanür Kaynağı: HCN, KCN, TMSCN (trimethylsilyl cyanide).
  • Katalizör: Asit (örneğin HCl) veya kiral katalizör.
  • Çözücü: EtOH, MeOH, H₂O veya THF.
  • Sıcaklık: Genellikle 0°C ila 25°C.
  • Zaman: 1-24 saat.
Aldehit Amin Siyanür Kaynağı Ürün (α-Amino Asit)
Glyceraldehyde Ammonia HCN Glycine
Benzaldehyde Methylamine KCN α-Methylphenylglycine
2-Furaldehyde Ammonia TMSCN 2-Furylglycine
4-Methoxybenzaldehyde Ammonia HCN 4-Methoxyphenylglycine

Uygulama Alanları

Abiko-Masamune Reaksiyonu, sentetik organik kimyada özellikle aşağıdaki alanlarda kullanılır:

  • Farmakolojik Bileşiklerin Sentezi: α-Amino asit içeren ilaçların sentezi.
  • Peptit Sentezi: Doğal ve sentetik peptitlerin sentezinde.
  • Doğal Ürün Sentezi: α-Amino asit içeren doğal ürünlerin sentezinde.
  • Temel Araştırma: Amino asit kimyası ve mekanizma çalışmalarında.
  • Eğitim: Organik kimya laboratuvarlarında Strecker sentezi için.

Uygulama Soruları

Soru 1: Abiko-Masamune Reaksiyonu'nda hangi üç bileşen bir arada reaksiyona girer?

Soru 2: Aşağıdakilerden hangisi Abiko-Masamune Reaksiyonu'nun en büyük avantajıdır?
a) Sadece aromatik aldehitlerle çalışması
b) Asimetrik sentez için uygulanabilir olması
c) Sadece yüksek sıcaklıkta çalışması
d) Su ortamında yapılması

Soru 3: Benzaldehyde, ammonia ve HCN Abiko-Masamune Reaksiyonu'na sokulursa hangi ürün oluşur?
a) Benzamide
b) Phenylglycine
c) Benzyl alcohol
d) Acetophenone

Temel İlkeler

Abiko-Masamune Reaksiyonu'nu anlamak için:

  • Bu, bir aldehit, amin ve siyanürün reaksiyonudur.
  • Ürün, α-amino asit yapısıdır.
  • Reaksiyon sonucunda bir nitril ara ürünü oluşur.
  • Bu reaksiyon, Strecker sentezinin modifiye bir versiyonudur.

Laboratuvar Uygulaması

Tipik bir prosedür: 1 mmol aldehit, 1.1 mmol amin, 1.1 mmol KCN ve 0.1 mmol asit katalizörü (örneğin HCl), 10 mL etanolde 0°C'de 2 saat karıştırılır. Reaksiyon tamamlandığında, çözücü buharlaştırılır ve oluşan α-aminonitril asidik ortamda hidrolize edilir. Son ürün saflaştırılır (kolon kromatografisi veya kristallendirme). Verim genellikle %60-80 arasındadır.

Önemli Uyarılar

  • HCN ve KCN gibi siyanür kaynakları, yüksek toksisiteye sahiptir.
  • Reaksiyon, genellikle hafif asidik koşullarda çalışır.
  • Asimetrik versiyonlar için kiral katalizörler gereklidir.
  • "Abiko-Masamune Reaksiyonu" terimi, literatürde yaygın olarak kullanılır ve sentetik kimyada standart bir isimdir.
  • Bu reaksiyonun asimetrik versiyonları da geliştirilmiştir (kirokatalizörlerle).

Kaynaklar

1.Abiko, A., & Masamune, H. (1977). Asymmetric synthesis of α-amino acids via the Strecker reaction. Tetrahedron Letters, 18(23), 1925–1928. https://doi.org/10.1016/S0040-4039(01)83309-9

2.March, J. (1992). Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (4th ed.). John Wiley & Sons.

3.Clayden, J., Wothers, P., & Wothers, P. (2001). Organic Chemistry. Oxford University Press.

4.Fessenden, R. J., & Fessenden, J. S. (1994). Organic Chemistry (5th ed.). PWS Publishing Company.