Met massaspectrometrie, 96-welsplaten en een beetje handigheid kun je de katalytische werking van een groot aantal combinaties van metalen en liganden in recordtijd achterhalen. Het trucje heeft al 3 verrassende nieuwe synthesegereedschappen opgeleverd, melden Daniel Robbins en John Hartwig in het jongste nummer van Science.

Voorwaarde is wel dat je ergens een labrobot kunt lenen die de 96-welsplaten voor je vult, anders word je knettergek van het pipetteren.

De truc is drieledig. Ten eerste gebruik je de plaat als matrix. Verticaal varieer je het metaal, horizontaal het organische ligand dat er tegenaan moet komen te zitten. In een plaat van 8 bij 12 welletjes kun je dus alle 96 mogelijke combinaties van 8 verschillende metalen en 12 liganden uitproberen op één mengsel van reactanten.

Eventueel kun je ook 392-welsplaten gebruiken waarop je 15 metalen en 23 liganden kwijt kunt, plus al je blanco’s.

Deel twee is dat je dat reactantenmengsel samenstelt uit een aantal (in dit geval 17) verschillende organische moleculen, die elk een andere functionele groep hebben waarmee ze in principe met een ander molecuul kunnen reageren. Belangrijk is dat ze allemaal ongeveer dezelfde massa hebben. Mochten er twee met elkaar reageren, dan levert dat een product op waarvan de massa per definitie ongeveer tweemaal zo groot is als die van de reactanten. Om te zien óf er iets heeft gereageerd hoef je het mengsel dus alleen maar even door de massaspectrometer te sturen.

Deel drie is dat je na afloop niet alle 96 welletjes afzonderlijk hoeft te analyseren. Je kunt volstaan met 20 analyses. Eerst zoek je elk van de 8 rijen af op ‘zware’ reactieproducten, daarna elk van de 12 kolommen. Daartoe neem je uit elk welletje in de desbetreffende rij of kolom een vloeistofmonster. Daar maak je een cocktail van en die injecteer je in de massaspectrometer.

Als er iets heeft gereageerd, dan moet minstens één rij én één kolom een reactieproduct bevatten. Die rij staat voor een metaal, de kolom voor een ligand. Die combinatie is dus kennelijk katalytisch actief en de moeite van verder experimenteren waard. Om te beginnen kun je op je gemak gaan uitzoeken welke reactanten in dat welletje nou precies met elkaar hebben gereageerd, en wat het product is.

Hartwig en Robbins hebben zo al twee nikkelgekatalyseerde hydroaryleringen en één kopergekatalyseerde alkyn-hydroaminering ontdekt, waar ze anders nooit op zouden zijn gekomen.

bron: C&EN