Esquema 1 – representação tridimensional de uma substituição nucleofílica SN2. Nucleófilo a verde, grupo de saída a vermelho e 3 grupos substituintes a laranja.
A inversão de Walden é uma inversão do centro quiral de uma molécula numa reacção química. Uma vez que uma molécula com um centro quiral pode apresentar dois enantiómeros, a inversão de Walden converte a sua configuração de uma forma enantiomérica para outra. Por exemplo, numa substituição nucleofílica do tipo SN2, pode observar-se uma inversão deste tipo no átomo de carbono tetraédrico. Neste tipo de reacções o nucleófilo liga-se ao átomo de carbono ao mesmo tempo que se dá a quebra da ligação do grupo de saída, sem a formação de um carbocatião intermediário, pelo que o nucleófilo fica sempre na posição oposta ao grupo de saída relativamente ao átomo de carbono.
As inversões de Walden foram observadas pela primeira vez pelo químico Paul Walden em 1896. Ele foi capaz de converter um enantiómero de um composto químico na sua outra forma enantiomérica e reverter o processo, num ciclo agora denominado ciclo de Walden. Basicamente, ele converteu ácido (+)-clorosuccínico (1 no esquema 2) a ácido (+)-málico (2) através da adição de óxido de prata (I) em água, com retenção da configuração. De seguida, substituiu o grupo hidroxilo por cloreto usando pentacloreto de fósforo (PCl5), com inversão da forma enantiomérica, originando ácido (-)-clorosuccínico (3). Depois, converteu este composto em ácido (-)-málico com óxido de prata (I) em água (4) e, por fim, reconverteu o ácido (-)-málico no composto inicial, numa segunda reacção com PCl5, completando assim o ciclo.
Esquema 2 – esquema reaccional do ciclo de Walden. Ácido (+)-clorosuccínico (1) é convertido em ácido (+)-málico (2) com óxido de prata (I) em água. Este é depois convertido em ácido (-)-clorosuccínico (3) com pentacloreto de fósforo, o qual é convertido em ácido (-)-málico (4) numa segunda reacção com óxido de prata (I) em água. O composto inicial é regenerado através da reacção do ácido (-)-málico com pentacloreto de fósforo.
Nesta reacção, o óxido de prata (I) do primeiro passo funciona como dador de hidróxido e os iões prata reagem com os aniões cloreto, removendo-os da solução de uma forma praticamente irreversível (dado que o cloreto de prata é praticamente insolúvel em água).
Fontes: Wikipédia | P. Walden (1896). Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 29 (1): 133–138. doi:10.1002/cber.18960290127