In de VS is een katalysator ontdekt die fluoride-ionen aan verzadigde koolwaterstofketens kan monteren. Een gereedschapje waar de organische synthese al heel lang op zat te wachten, meldt Princeton-onderzoeker John Groves in Science.

Hij heeft het al uitgeprobeerd met een reeks gesubstitueerde cycloalkanen, terpenoïden en steroïden, die eerder niet met goed fatsoen te fluoreren waren. De opbrengsten lagen rond de 50 procent. In de meeste gevallen is de reactie redelijk selectief: de F komt meestal op dezelfde plek te zitten. Alleen lijkt Groves nog wat moeite te hebben met voorspellen welke plek dat precies is, in een gegeven molecuul.

De nieuwe ‘tool ‘ is extra aantrekkelijk omdat zij haar fluoride-ionen betrekt uit een mix van zilverfluoride en tetrabutylammoniumfluoride. Die zouten zijn goedkoper en gemakkelijker in het gebruik dan de meeste andere fluorverbindingen. Toepassing op industriële schaal zou dus het overwegen waard kunnen zijn.

De gebruikte katalysator is een mangaan-porfyrineverbinding. Hij lijkt op een variant die Groves eerder gebruikte om alkanen te chloreren. Fluoreren is chemisch een stuk lastiger. Essentieel is dat er een oxidator bij moet die het Mn(III)-porfyrinechloridecomplex waar je mee begint, fluoreert en daarna oxideert tot Mn(V)oxofluoride. Dit complex trekt een waterstofkern los van de koolstofketen en laat een alkylradicaal ontstaan, dat vervolgens door een andere variant van het mangaanporfyrine (een difluoride met Mn(IV)) wordt gefluoreerd.

Hoe Groves precies op het idee is gekomen om jodosobenzeen uit te proberen als oxidator, staat er helaas niet bij. Maar het werkt wel.

De nieuwe fluoreermethode biedt onder meer perspectieven voor geneesmiddelonderzoek. Daar zijn fluorverbindingen momenteel uiterst populair, vooral omdat ze in de vrije natuur nauwelijks voorkomen en je dus altijd zeker weet dat je iets nieuws uitprobeert. Maar het kan ook nieuwe productiemethoden voor bestaande industriële fluorproducten opleveren.

Ook wordt al gedroomd van het gemakkelijker kunnen inbouwen van de isotoop fluor-18 in moleculen, die dan als label kunnen dienen bij het maken van PET-scans.

bron: Science, C&EN