Met een kobaltkatalysator en een carbeensubstraat kun je vrij gemakkelijk in een goede opbrengst achtringen synthetiseren, valt te lezen in een Nederlandse publicatie in Angewandte Chemie.

De meeste chemici/life scientists die een cursus organische chemie hebben gevolgd, zullen zich misschien nog herinneren dat – in de organische synthese – vijfringen zich meestal het snelst vormen en zesringen het meest stabiel zijn. Zeven- en achtringen zijn veel lastiger om te maken. Minghui Zhou, Marianne Lankelma, Jarl Ivar van der Vlugt en Bas de Bruin van het Van ’t Hoff Institute for Molecular Sciences aan de Universiteit van Amsterdam (UvA) vonden een manier om achtringen toch selectief in hoge opbrengst te maken met een speciale katalysator en zonder bijproducten.

Eerder lukte het de UvA-onderzoekers al om een achtring te maken met daaraan benzeen (een zogenoemd dibenzocyclo-octeen, achtring met een dubbele binding), maar in dit project synthetiseerden ze ook achtringen met porfyrine en naftyl-groepen, alsook monobenzocyclo-octadiënen (achtring met twee dubbele bindingen) met verschillende functionele groepen.

Dat kregen ze allemaal voor elkaar met een katalysator die je in een eenpotsreactie kunt installeren op je beginstof, mits je er een aldehydegroep aan hebt hangen. In situ maak je namelijk een carbeen, dat is een koolstof met een vrij elektronenpaar (zoals stikstof dat ook heeft). Vervolgens voeg je de kobaltkatalysator toe; die koppelt aan het carbeen en via een radicaalreactie (met enkele elektronen) bindt de kat beide uiteindes van je beginstof aan elkaar. Via DFT-berekeningen kon het viertal het reactiemechanisme bevestigen.

^{Het reactieschema dat door Zhou en collega’s is bevestigd door DFT-berekeningen. Het aldehyde linksboven wordt omgezet tot een imine-achtige stof en gemixt met de kobalt katalysator. Vervolgens vindt een radicaal (rode stip) reactie plaats en zijn er twee ringsluitmogelijkheden (rood en blauw).}

_{Zhou, M., et al. (2020). Angew. Chem. Int. Ed. 142}