Het nanodeeltje in kwestie.

In Berkeley is een hol nanodeeltje ontworpen waarin een SN2-substitutiereactie kan verlopen zonder dat de stereochemie omklapt. Volgens alle leerboeken kan dat niet, meldt Chemical & Engineering News. Met de suggestie om de ‘canon van de organische chemie’ maar eens lichtelijk te herzien.

Bij zo’n SN2-reactie vervang je één nucleofiele groep, die aan een koolstofkern hangt, door een andere die er precies tegenover gaat zitten. Als daarna die eerste groep vertrekt, klapt de rest van de entourage van die koolstofkern om als een paraplu in een stormvlaag. Daar helpt geen lievemoedertje aan, leerden eerstejaars tot nu toe.

Bij een reactie in oplossing klopt dat nog steeds. Maar er blijkt dus minstens één benzylverbinding te zijn die, opgesloten in een hol nanodeeltje, in negen van de tien gevallen niet omklapt. Of misschien wel omklapt en weer terugklapt, melden Chen Zhao en Robert Bergman in JACS.

Het doet een beetje denken aan een enzymreactie, al is onduidelijk of er natuurlijke enzymen bestaan die een SN2-reactie op dezelfde manier kunnen sturen.

Eigenlijk was het idee om die nanodeeltjes een beetje asymmetrisch te maken zodat er altijd hetzelfde stereo-isomeer uit zou komen, ongeacht de stereochemie van de grondstof die je er in stopte. Proeven met een racemisch mengsel (dus een mix van beide stereo-isomeren) van die benzylverbinding vielen echter tegen. Toen ze het vervolgens uitprobeerden met één zo’n stereo-isomeer, kwamen ze er achter dat de configuratie van het product vrijwel altijd overeenstemde met die van de grondstof.

Of het meer is dan een curiositeit moet nog blijken, maar het feit dat dit soort mechanismes überhaupt kunnen bestaan zou een hoop organici moeten insprieren tot nieuwe ontdekkingen.

bron: C&EN