In Californië is een manier bedacht om tertiaire alcoholen om te zetten via een zogeheten Sn2-reactie. Iets dat al 117 jaar niet wilde lukken, valt op te maken uit een publicatie in Nature.

Zo’n S_N2-reactie komt er op neer dat je aan de ene kant van een koolstofkern een functionele groep weghaalt terwijl je tegelijk aan de andere kant een nieuwe groep toevoegt. Die substitutie is op zich vaak minder belangrijk dan het feit dat de stereochemie van het hele molecuul er door omklapt. In veel gevallen betekent dat het verschil tussen niet of wel werkzaam zijn als geneesmiddel, zeker wanneer de koolstofkern in kwestie ergens middenin zit en het hele molecuul door de substitutie drastisch van vorm verandert.

De ontdekking van deze zogeheten stereoinversie wordt toegeschreven aan Paul Walden (1863-1957), een in Letland geboren chemicus die er in 1896 voor het eerst over publiceerde. Al snel daarna was duidelijk dat het prima lukte met primaire en secundaire alcoholen, maar niet met tertiaire varianten waarbij die C aan drie kanten aan een andere C vastzit.

Ryan Shenvi en collega’s van het Scripps-institute in La Jolla hebben daar nu iets op gevonden. Hun gereedschappen heten trifluoracetaat (TFA), scandium(III)trifluormethaansulfonaat (Sc(OTf)₃, een Lewiszuur) en trimethylsilylcyanide (TMSCN, een Lewisbase). De procedure komt er op neer dat je eerst de tertiaire alcohol verestert met TFA. Het Lewiszuur katalyseert vervolgens de verwijdering van die TFA-groep en de toevoeging van de CN uit TMSCN aan de andere kant. Nettoresultaat: alcohol wordt isonitril waarbij de structuur in gemiddeld zo’n 85 procent van de gevallen omklapt.

Dat isonitril kun je achteraf nog in iets anders omzetten, bijvoorbeeld in een tertiair amine. Die mogelijkheid om tertiaire alcoholen in amines om te zetten vult volgens Shenvi op zich al ‘a major methodological gap in organic chemistry’, ook zonder het omklappen.

Als mogelijke toepassing voor het omklappen noemt hij de omzetting van terpenen uit planten in corresponderende verbindingen die in de natuur alleen worden aangetroffen in sponzen en andere zeedieren. Sommige van die verbindingen zijn mogelijk werkzaam tegen kanker, malaria en andere aandoeningen, en het kom dus goed uit als je ze kunt synthetiseren uit grondstoffen waar je relatief gemakkelijk aan kunt komen in plaats dat je ze moeizaam uit zo’n spons moet extraheren..

bron: Scripps Research Institute