enantioselectieve

Enantioselectiviteit is het verschijnsel waarbij een chemische reactie of een scheidingsproces een voorkeur heeft voor één van twee enantiomeren van een chiraal molecuul. Enantiomeren zijn spiegelbeeldige isomeren die elkaar niet kunnen overlappen en die vaak verschillende biologische interacties vertonen.

De mate van voorkeursvorming wordt uitgedrukt als enantiomerische excess (ee). Ee geeft aan hoeveel procent van het ene enantiomeer aanwezig is ten opzichte van het andere: ee = |%R - %S|. Een zuiver enantiomeer heeft ee van 100%, een racemisch mengsel 0%. De ee wordt doorgaans bepaald met chiraal chromatografie, polarimetrie of circulaire dichroïsme.

Enantioselectiviteit ontstaat door asymmetrische synthese: het gebruik van chirale katalysatoren (organische liganden of metaalcomplexen), chirale reagentia en biocatalyse met enzymen. Ook kan een proces profiteren van biokatalytische selectieve omzettingen of van scheidingstechnieken die enantiomeren apart houden. Biocatalyse biedt vaak milde, stereoselectieve routes en kan schaalbaar zijn voor industriële toepassingen.

Bekende voorbeelden van enantioselectieve reacties zijn Sharpless-epoxidatie, Jacobsen-epoxidatie en asyn hydrogenatie (Noyori-Knowles). Organocatalyse met kleine chirale organische lenzen (bijvoorbeeld MacMillan) levert eveneens enantioselectieve resultaten op en heeft de reikwijdte van asymmetric synthesis vergroot.

Toepassingen liggen vooral in de farmaceutische industrie, waar de biologische activiteit en veiligheid van geneesmiddelen sterk afhankelijk kunnen zijn van de juiste enantiomeer. Processen streven naar enantiopure producten en regelgeving vereist nauwkeurige controle van ee en van de stereochemie.

Historisch ontstond het begrip bij Pasteur, die chirale kristallen onderscheidde. In 2001 ontvingen Sharpless, Knowles en Noyori de Nobelprijs voor chemie voor asymmetric catalysis en enantioselectieve synthese, een mijlpaal in de chemie.