Wetenschapsforum

In de VS is een katalysator ontdekt die fluoride-ionen aan verzadigde koolwaterstofketens kan monteren. Een gereedschapje waar de men in de organische synthese al heel lang op zat te wachten, melden onderzoekers van Princeton en Caltech in Science.


De techniek werd al uitgeprobeerd met een reeks gesubstitueerde cycloalkanen, terpenoïden en steroïden, die eerder niet met goed fatsoen te fluoreren waren. Technieken om C-H bindingen om te zetten in alcoholen, alkenen of C-X bindingen (met X een halogeen anders dan F) zijn al goed bekend, zowel door natuurlijke enzymen als kunstmatige katalysatoren. Fluoratomen inbrengen in koolwaterstofverbindingen is tot nu toe echter verre van triviaal.


Met de nu ontwikkelde katalysator kunnen opbrengsten rond de 50 procent bereikt worden. In de meeste gevallen is de reactie redelijk selectief: de F komt meestal op dezelfde plek te zitten. Alleen is het nog moeilijk om te 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 (AgF) en tetrabutylammoniumfluoride (afgekort TBAF). 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.

Stap uit de fluoreringsreactie: een radicaal koolwaterstofdeeltje reageert met de katalysator, die fluor levert. (Bron: onderstaande publicatie)


De gebruikte katalysator is een mangaan-porfyrineverbinding. Hij lijkt op een variant die Groves eerder gebruikte om alkanen te chloreren. De nieuwe fluoreermethode biedt onder meer perspectieven voor geneesmiddelonderzoek. Daar zijn fluorverbindingen momenteel uiterst populair.


Vrij naar C2W


Publicatie:

Liu, W.; Huang, X.; Cheng, M.-J.; Nielsen, R. J.; Goddard, W. A., III; Groves, J. T. Oxidative Aliphatic C-H Fluorination with Fluoride Ion Catalyzed by a Manganese Porphyrin Science 2012, 337, 1322-1325, DOI: 10.1126/science.1222327