Инверсия Уолдена — это инверсия стереогенного центра хиральной молекулы в химической реакции . Поскольку молекула может образовывать два энантиомера вокруг стереогенного центра, инверсия Вальдена преобразует конфигурацию молекулы из одной энантиомерной формы в другую. Например, в реакции S N 2 происходит инверсия Вальдена у тетраэдрического атома углерода. Это можно визуализировать, представив зонтик , вывернутый наизнанку во время шторма . В инверсии Вальдена задняя атака нуклеофила в реакции S N 2 приводит к образованию продукта, конфигурация которого противоположна реагенту. Следовательно, в ходе реакции S N 2 происходит 100%-ная инверсия продукта. Это известно как инверсия Вальдена.
Впервые его заметил химик Пол Уолден в 1896 году. Он смог превратить один энантиомер химического соединения в другой энантиомер и обратно в так называемом цикле Вальдена , который выглядел следующим образом: (+) хлорянтарная кислота ( 1 в иллюстрация) превращалась в (+) яблочную кислоту 2 под действием оксида серебра в воде с сохранением конфигурации. На следующем этапе гидроксильная группа была заменена на хлор на другой изомер хлорянтарной кислоты 3 по реакции с пентахлоридом фосфора . Реакция с оксидом серебра дала (-) яблочную кислоту 4 и, наконец, реакция с PCl 5 вернула цикл в исходную точку. [1]
В этой реакции оксид серебра на первом этапе действует как донор гидроксида , тогда как ион серебра не играет никакой роли в реакции. Промежуточными продуктами являются карбоксилдианион А , который дает внутримолекулярное нуклеофильное замещение на β-карбоксилат-анион с образованием четырехчленного β - лактонового кольца B. α-карбоксильная группа также является реакционноспособной, но данные in silico позволяют предположить, что переходное состояние для образования трехчленного α-лактона очень высокое. Кольцо гидроксид-иона открывает лактон с образованием спирта C , и конечным эффектом двухкратной инверсии является сохранение конфигурации. [2]