Nijmeegse onderzoekers hebben ontdekt hoe je een links- óf rechtsdraaiend product laat uitkristalliseren uit een oplossing zonder enige chiraliteit. Wellicht zijn zó al die identiek draaiende aminozuren ooit uit de oersoep gekomen, suggereren René Steendam en Elias Vlieg in Nature Communications.

Het is een variant op onderzoek dat Vlieg en een eerdere promovendus, Wim Noorduin, al in 2009 publiceerden, en dat weer was gebaseerd op eerder werk van de Spanjaard Cristobal Viedma. Indertijd werd beschreven hoe je een mengsel van twee spiegelbeeldige moleculen kunt omtoveren in een preparaat dan nog maar één van beide vormen bevat.

Het geheim daarvan was dat die spiegelbeelden nooit samen in hetzelfde kristal gaan zitten, en dat grote kristallen groeien ten koste van de kleintjes; de zogeheten Ostwald ripening. Kies je dan je stoffen zo dat de spiegelbeelden in elkaar kunnen overgaan zodra ze zich in oplossing bevinden, dan is het een kwestie van statistiek dat je uiteindelijk alleen nog kristallen van één van beide spiegelbeelden zult overhouden. Welke van de twee, is overigens puur toeval.

Viedma’s inbreng was dat je dit proces kunt versnellen door hard te roeren zodat de kristallen mechanisch slijten en er vaker moleculen in die oplossing terecht komen. Die variant heet inmiddels dus Viedma ripening.

De huidige aanvulling bestaat er dus uit dat je twee moleculen, die geen van beiden spiegelbeeldsymmetrie vertonen, laat reageren tot een product waar wél twee spiegelbeelden van bestaan. Dit onder invloed van een katalysator die óók neutraal is, maar die wél de reactie in beide richtingen bevordert. Als het product dan ook nog slecht oplosbaar is en dus uiktkristalliseert, dan blijk je eveneens alleen maar kristallen van één van beide spiegelbeelden over te houden. Welk van de twee zou opnieuw toeval moeten zijn; in de praktijk klopt dat niet helemaal maar de verklaring daarvoor ontbreekt vooralsnog.

De auteurs probeerden het uit met een zogeheten aza-Michaelreactie, tussen p-anisidine

(2) en een alfa-,bèta-onverzadigd keton. Maar het ligt voor de hand dat het ook moet lukken met een hele reeks andere organische reacties. In principe zijn de katalysator en het roeren daarbij niet eens nodig; ze versnellen het natuurlijke proces alleen maar. En als je eenmaal ergens een zekere chiraliteit in het systeem hebt dan gaan vervolgreacties zich daar vanzelf naar richten, dus wie weet of in de oersoep niet iets dergelijks is gebeurd.

Een praktische toepassing zien de auteurs trouwens ook: ze willen er geneesmiddelen mee synthetiseren waarvan maar één spiegelbeeldvorm werkt terwijl de andere schadelijk is.

bron: Radboud Universiteit