Angewandte Chemie presenteert software die uit NMR-gegevens kan afleiden welk stereo-isomeer van een molecuul je in handen hebt. Vooral handig wanneer je de bruikbaarheid van natuurproducten als geneesmiddel onderzoekt, claimen Braziliaanse, Amerikaanse en Spaanse onderzoekers die er acht jaar over hebben gedaan om zo’n algoritme in elkaar te zetten.

Die stereo-isomerie wil zeggen dat er van een molecuul (op de afbeelding yohimbine, een alternatief erectiemiddel) verschillende 3D-vormen bestaan die niet zonder meer in elkaar kunnen overgaan. Soms zijn het spiegelbeelden van elkaar, soms ook niet, bijvoorbeeld bij cis-trans-isomerie. Voor geneesmiddelen geldt gewoonlijk dat maar één van de stereo-isomeren werkzaam is, de rest doet in het beste geval niets en is in het slechtste geval zwaar toxisch.

Normaal gesproken bepaal je die stereochemie het liefst met röntgenkristallografie. Maar daarvoor moet je eerst je moleculen laten uitkristalliseren, en dat lukt lang niet altijd. Zonder kristallen kan het in principe ook, maar die methode staat nog in de kinderschoenen. Blijft over NMR, waar je ook geen kristallen voor nodig hebt. Maar hoewel je daarmee prima de basisstructuur van zo’n molecuul kunt bepalen, komt de positie van de onderdelen ten opzichte van elkaar er niet echt uit tenzij je aanvullende kunstgrepen toepast.

De methode van Armando Navarro-Vázquez en collega’s berust op zo’n kunstgreep, genaamd residual dipolar couplings (RDC). Hierbij sluit je een aantal moleculen min of meer parallel op in een polymeergel die mechanisch onder spanning staat, en kijkt hoe ze elkaars kernspin beïnvloeden. Met de nodige moeite valt daaruit de positie van de diverse onderdelen van zo’n molecuul ten opzichte van elkaar af te leiden.

Wat de computer dan doet, komt in het kort neer op het invullen van de meetgegevens in alle mogelijke stereo-isomeren, en kijken bij welke ze het beste passen.

De onderzoekers hebben het uitgeprobeerd met een aantal moleculen waarvan de stereochemie al bekend was, en claimen dat het redelijk werkt. De methode leent zich volgens hen vooral voor moleculen met een ‘gemiddelde’ complexiteit, die niet al te flexibel zijn. Ook suggereert de publicatie dat het alleen werkt bij diastereomeren, dus niet-spiegelbeeldige varianten.

bron: Carnegie Mellon University