Химики создали «невозможную» связь в молекуле, нарушив правило 100-летней давности

Углерод — это маленький стайный атом, изо всех сил пытающийся соединиться с множеством элементов в том, что в совокупности называется органической химией. Жизнь сама по себе была бы невозможна без способности углерода создавать связи.

Но даже у этого дружелюбного парня есть свои пределы. Возьмем, к примеру, правило Бредта, которое гласит, что стабильные двухполосные связи, известные как ковалентные двойные связи, не будут образовываться рядом с какими-либо V-образными мостиками, которые образуются между «бициклическими» молекулами.

Теперь группа химиков из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе нашла решение, которое нарушает вековое правило Бредта. Это поощряет будущие исследования лекарств, направленные на изучение использования молекул, которые, как мы думали, не могут существовать.

Может показаться, что вроде довольно неясного постановления об органическом городском планировании, но с тех пор, как немецкий химик Юлиус Бредт в своей статье 1924 года доказал невозможность двойной связи, было проведено лишь несколько успешных экспериментов, которые, кажется, доказывают его неправоту.

Как хорошо знает любой сборщик мебели своими руками, геометрия является ключом к тому, чтобы ваш плоский книжный шкаф не рассыпался в куча осколков.

Органическая химия не так уж и отличается – хотя некоторые соединения допускают некоторую степень скручивания и поворачиваясь, другие упрямо требуют, чтобы существующий план был идеально прямым, прежде чем он встанет на место.

Возьмите собранный бициклическая молекула, которая в своей простейшей форме, норборнене, может выглядеть как цифра восемь на цифровых часах.

Можно вставить атом углерода в центр молекулы, чтобы пересечь среднюю связь, в результате чего образуется пик, известный как мостик. Тем временем остальная часть молекулы принимает новое положение, не позволяя восьмерке лежать на спине.

Бредт бы извинился, вам не повезло.

Химик Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Нил Гарг находится в команде, выступающей против Бредта. Он говорит: действуйте.

«Люди изучают анти-Бредтовские олефины не потому, что думают, что могут нет, — говорит Гарг.

«У нас не должно быть таких правил – или если у нас есть им, они должны существовать только при постоянном напоминании о том, что это рекомендации, а не правила. Когда у нас есть правила, которые якобы невозможно преодолеть, это разрушает творчество.

Гарг и его команда начали с теоретического подхода к пониманию расположения нескольких различных типов бициклических колец с анти-Бредтовской связью, прежде чем использовать разработанный систематизированный метод. химиком-органиком Шу Кобаяши, чтобы спланировать подходящий набор соединений-предшественников и пути, способствующие образованию двойной связи.

Нарушение правил в химии — это гораздо больше, чем просто бунт (хотя химики — мятежный народ). Это попытка открыть новые методы производства соединений, которые считались запрещенными, и расширить диапазон синтетических соединений, которые могут оказаться полезными.

«Фармацевтическая промышленность активно занимается разработкой химических реакций, которые позволяют создавать трехмерные структуры, подобные нашей, потому что их можно использовать для открытия новых лекарств», — говорит Гарг.

«Это исследование показывает, что, вопреки столетней общепринятой точке зрения, химики могут производить и использовать анти-Бредтовские олефины, чтобы повысить ценность -добавленные продукты».

Это исследование было опубликовано в журнале Science.