La inversión de Walden es la inversión de un centro estereogénico en una molécula quiral en una reacción química . Dado que una molécula puede formar dos enantiómeros alrededor de un centro estereogénico, la inversión de Walden convierte la configuración de la molécula de una forma enantiomérica a la otra. Por ejemplo, en una reacción S N 2 , la inversión de Walden ocurre en un átomo de carbono tetraédrico. Se puede visualizar imaginando un paraguas al revés en un vendaval . En la inversión de Walden, el ataque por la parte posterior del nucleófilo en una reacción S N 2 da lugar a un producto cuya configuración es opuesta al reactivo. Por lo tanto, durante la reacción S N 2 , se produce una inversión del 100% del producto. Esto se conoce como inversión de Walden.
El químico Paul Walden fue el primero en observarlo en 1896. Fue capaz de convertir un enantiómero de un compuesto químico en el otro enantiómero y viceversa en un denominado ciclo de Walden , que se desarrollaba de la siguiente manera: el ácido (+) clorosuccínico ( 1 en la ilustración) se convertía en ácido (+) málico 2 por acción del óxido de plata en agua con retención de la configuración. En el siguiente paso, el grupo hidroxilo se reemplazaba por cloro en el otro isómero del ácido clorosuccínico 3 por reacción con pentacloruro de fósforo . Una reacción con óxido de plata producía ácido (-) málico 4 y, finalmente, una reacción con PCl 5 devolvía el ciclo a su punto de partida. [1]
En esta reacción, el óxido de plata en el primer paso actúa como un donante de hidróxido mientras que el ion plata no desempeña ningún papel en la reacción. Los intermediarios son el dianión carboxilo A que da 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 hidroxilo abre el anillo de la lactona para formar el alcohol C y el efecto neto de dos recuentos de inversión es la retención de la configuración. [2]