Vertakte glyceroldialkylglyceroltetraethers (brGDGT’s) zijn lipiden die je vooral tegenkomt in de membranen van archaea en acidobacteriën . Deze vetstoffen gebruiken geochemici om van een sedimentsample met een bepaalde ouderdom te weten te komen wat bijvoorbeeld de temperatuur was van die omgeving. ‘Van dit soort lipiden is het moeilijk om eenduidige metingen te doen, omdat er wereldwijd geen goede kalibratie is’, zegt Adri Minnaard, hoogleraar organische chemie aan de Rijksuniversiteit Groningen. ‘Daar heb je namelijk referentieverbindingen voor nodig en die zijn er nog niet echt. Dat zien wij als aanleiding om dit soort stoffen te maken.’

Optische rotatie

Minnaard en zijn groep begonnen aan de totaalsynthese van deze stof. ‘De stereochemie is in veel gevallen – zoals deze – niet bekend, dus dat wilden wij natuurlijk uitzoeken.’ In dit geval was het wel bijzonder uitdagend, vertelt de Groningse hoogleraar. ‘Bij bekende chirale verbindingen zoals melkzuur zijn de optische rotaties bekend. Je hoeft je stof dan alleen te meten en de waarde vervolgens op te zoeken of het links- of rechtsdraaiend is.’

‘Bij een nieuwe stof uit de natuur is dat niet bekend, want dát iets een optische rotatie heeft, zegt niets over wélke vorm je voor je hebt’, vervolgt Minnaard. ‘Twee belangrijke methodes om dat te achterhalen zijn ofwel het derivatiseren van je molecuul tot een structuur waarvan het wel bekend is, ofwel op basis van de kristalstructuur die je met Röntgenstraling bepaalt. Maar daar moet je én voldoende stof voor hebben, én het product moet kristallijn zijn.’

In het geval van het door de Groningers bestudeerde brGDGT Ia was dat niet het geval. Maar sinds een jaar of twintig is er een derde optie: vibrational circular dichroism (VCD). ‘Dat werkt met het gegeven dat chirale moleculen verschillend reageren op circulair gepolariseerd licht’, legt Minnaard uit. ‘Met dat vibrationele kun je kijken in het infraroodgebied.’ Uit een VCD-spectrum kun je op zichzelf niet afleiden met welke stereochemie je te maken hebt, maar gekoppeld aan DFT-berekeningen kun je simulaties maken die wél laten zien welke variant je voor je hebt.

Zwart-wit

Hoewel de methode steeds beter wordt, was het probleem in dit project dat de verbinding cryptochiraal is. ‘Dat wil zeggen dat de groepen rond het chirale centrum praktisch geen verschil vertonen’, licht Minnaard toe. ‘Chiraliteit is zwart-wit, maar ik zou bijna willen zeggen dat dit molecuul maar een “beetje” chiraal is, ook al kun je dat eigenlijk niet zo stellen.’

De Groningers moesten daarom – in samenwerking met Duitse collega’s – met de VCD-methode in het IR-gebied tot het uiterste gaan, ‘want het spectrum zoals je in de paper ziet was vrij beroerd’, aldus Minnaard. ‘Toch is het gelukt!’ In een vervolgstudie willen de onderzoekers voor deze en analoge verbindingen nog wat nettere spectra krijgen.

Mahapatra, S. et al. (2025) Chem. Eur. J. e202500702, DOI: 10.1002/chem.202500702