Inversión de Walden

La inversión de Walden es la inversión de un centro estereogénico en una molécula quiral durante una reacción química . Dado que una molécula puede formar dos enantiómeros alrededor _de un centro estereogénico, la inversión de Walden transforma la configuración de la molécula de una forma enantiomérica a la otra. Por ejemplo, en una reacción SN2 , la inversión de Walden ocurre en un átomo de carbono tetraédrico. Se puede visualizar imaginando un paraguas invertido en medio de un vendaval . En la inversión de Walden, el ataque por la parte posterior del nucleófilo en una reacción _SN2 da lugar a un producto cuya configuración es opuesta a la del reactivo. Por lo tanto, durante una reacción _SN2 , se produce una inversión del 100% del producto. Esto se conoce como inversión de Walden.

Fue observado por primera vez por el químico Paul Walden en 1896. Logró convertir un enantiómero de un compuesto químico en el otro y viceversa en un llamado ciclo de Walden que funcionaba así: el ácido (+)-clorosuccínico ( 1 en la ilustración) se convertía en ácido (+)-málico (2 ) mediante la acción de óxido de plata en agua con retención de la configuración. En el siguiente paso, el grupo hidroxilo se sustituía por cloro para formar el otro isómero del ácido clorosuccínico (3) mediante reacción con pentacloruro de fósforo . Una reacción con óxido de plata producía ácido (−)-málico ( 4) y, finalmente, una reacción con PCl₃ ₍₅₎ devolvía el ciclo a su punto de partida. ^{[ 1 ]}

En esta reacción, el óxido de plata en el primer paso actúa como donador de hidróxido, mientras que el ion plata no participa en la reacción. Los intermedios son el dianión carboxilo A , que experimenta una sustitución nucleofílica intramolecular por el anión β-carboxilato para producir un anillo de β- lactona de cuatro miembros B. El grupo α-carboxilo también es reactivo, pero los datos in silico sugieren que el estado de transición para la formación de la α-lactona de tres miembros es muy alto. Un ion hidróxido abre el anillo de la lactona para formar el alcohol C , y el efecto neto de dos inversiones es la retención de la configuración. ^{[ 2 ]}

• Otra demostración del ciclo de Walden en el reordenamiento de Brook .