За пръв път химици създават клас молекули, за които досега се е смятало, че са твърде нестабилни, за да съществуват, и ги използват за получаване на екзотични съединения.
Учените твърдят, че тези прословути молекули, наречени анти-Бредови олефини (ABO - anti-Bredt olefin), предлагат нов път за синтезиране на обещаващи кандидати за лекарства.
Органичните молекули, които съдържат въглерод, обикновено се подчиняват на определени форми поради начина, по който атомите им се свързват помежду си.
Например олефините, наричани още алкени - въглеводороди, които често се използват в реакции за разработване на лекарства - имат една или повече двойни връзки между два въглеродни атома, в резултат на което атомите са разположени в една равнина.
100-годишното правило на Бред - предложено през 1924 г. от органичния химик Юлиус Бред (Julius Bredt) - гласи, че в малки молекули, съставени от два пръстена, които споделят общи атоми, като например някои видове алкени, двойните връзки между два въглеродни атома не могат да се появят на мястото, където пръстените се съединяват, наречено предмостова позиция.
Кредит: Master Organic Chemistry
Това е така, защото връзките ще принудят молекулата да придобие изкривена, напрегната 3D форма, която я прави силно реактивна и нестабилна, казва съавторът на изследването Нийл Гарг (Neil Garg), химик от Калифорнийския университет в Лос Анджелис.
"Все още, 100 години по-късно, се смята, че този тип структури са забранени или твърде нестабилни за създаване", посочва Гарг.
Въпреки че правилото е влязло в учебниците по химия, то не е спряло изследователите да се опитват да го нарушат. В предишни изследвания се загатва, че е възможно да се създадат ABO, които имат двойна въглеродно-въглеродна връзка в предмостовата позиция. Но опитите да бъдат синтезирани в пълната им форма са били неуспешни, тъй като условията на реакцията са били твърде сурови, пояснява Гарг.
Улавящи агенти
При последния опит Гарг и колегите му третират прекурсорно съединение с източник на флуорид, за да стартират по-лека реакция на "елиминиране", при която се премахват групи атоми от молекулите. В резултат на това се получава молекула, която има характерната за ABO двойна въглеродна връзка. Когато изследователите добавят различни улавящи агенти - химикали, които улавят нестабилни молекули по време на реакция - към тази 3D ABO, те успяват да получат няколко сложни съединения, които могат да бъдат изолирани. Това предполага, че реакциите на ABO с различни улавящи агенти могат да бъдат използвани за синтезиране на 3D молекули, които са полезни за разработване на нови лекарства, казва Гарг.
За разлика от типичните алкени, ABO са хирални съединения - молекули, които не съвпадат идеално със своя огледален образ. Гарг и колегите му синтезират и улавят ABO, който е енантиообогатен, което означава, че те произвеждат повече от едната огледална двойка, отколкото от другата. Това откритие предполага, че ABO могат да се използват като неконвенционални градивни елементи за енантиообогатени съединения, които се използват широко във фармацевтиката.
Чуанг-Чуанг Ли (Chuang-Chuang Li), химик в Южния университет за наука и технологии в Шънджън, Китай, твърди, че подходът може да се използва за проучване на иновативни пътища за синтез на други сложни молекули, като например лекарството за химиотерапия паклитексал (продавано като таксол) - сложна, многопръстна молекула, която е трудна за създаване в лаборатория. "Това е ценен и надежден метод", смята Ли.
Гарг и екипът му проучват други реакции, включващи ABOs, и изследват как да синтезират други молекули с привидно невъзможни структури. "Можем да мислим малко по-нестандартно", добавя Гарг.
Справка: Luca McDermott et al, A solution to the anti-Bredt olefin synthesis problem, Science (2024). DOI: 10.1126/science.adq3519. www.science.org/doi/10.1126/science.adq3519
Източник: Chemists make ‘impossible’ molecules that break 100-year-old bonding rule, Nature
Още по темата
Технологии
Създаден е ефективен катализатор за рециклирането на смесени пластмаси
Космос
Трупат се нови доказателства за органични съединения в марсиански скали
Физика
Пробив в областта на чистите горива превръща водата във водород при стайна температура
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари