24 подписчика
Разрушено 100-летнее правило органической химии
Фундаментальный закон гласит, что двойная связь не может находиться в мостиковом положении в малых кольцевых системах, поскольку такое расположение вызывает чрезмерное напряжение в молекуле, делая её крайне нестабильной.
Правило Бредта стало основой органической химии ещё в 1924 году и было широко принято в академических кругах. Основная идея заключалась в том, что молекулы, обладающие специфическим типом структуры – двойным кольцом с общей частью атомов – не могут иметь двойную связь в мостиковом положении, потому что такое соединение будет слишком напряжённым. Например, в малых кольцевых системах двойная связь не может расположиться в нужной плоскости из-за неудобных угловых искажений, и подобная молекула просто не сможет существовать без разрушения. Это похоже на попытку согнуть прямую палку в круг: существует предел, при котором палка просто сломается.
Это правило помогало химикам прогнозировать поведение органических молекул и формировало их подходы к исследованиям и синтезу новых веществ, особенно тех, которые известны как олефины – соединения с двойной связью между атомами углерода.
Тем не менее, команда профессора Нила Гарга из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA) решила проверить границы применимости правила Бредта. Вместо того чтобы просто следовать устоявшимся научным представлениям, они поставили перед собой цель доказать, что так называемые анти-Бредтовые олефины (ABOs), нарушающие данное правило, могут быть созданы и даже использоваться в практике.
Гарг и его коллеги применили изящный метод, включающий обработку определённых молекул с помощью химических агентов, которые способствуют образованию таких нестабильных ABO. В процессе реакции они добавляли другое химическое вещество, чтобы "захватить" ABO на короткое время до его распада. Это позволило им изучить эти молекулы и даже применить их для создания новых соединений.
Анти-Бредтовые олефины – это соединения, которые буквально бросают вызов правилу Бредта, демонстрируя двойную связь в том самом мостиковом положении, где, по догмату, её не должно быть. Такие соединения нестабильны из-за значительного напряжения, но, тем не менее, существуют, что само по себе является прорывом в понимании поведения молекул под высоким напряжением. Это открытие также даёт ценную информацию о свойствах и возможностях применения таких молекул в органическом синтезе и науке о материалах.
Исследования Гарга и его команды не просто оспаривают догматическое правило, но и открывают двери к новым возможностям в создании лекарств. Как отмечает Гарг, фармацевтическая промышленность стремится к разработке реакций, приводящих к трёхмерным структурам, подобным ABO, поскольку они могут быть полезны для создания новых медицинских препаратов. Вдобавок к этому, создание таких уникальных молекулярных структур открывает ранее закрытые области для исследования соединений, которые могут обладать неожиданными свойствами.
Гарг подчёркивает, что в науке важно избегать жёстких догм, поскольку это ограничивает креативность и затрудняет поиск новых решений. По его мнению, правила должны восприниматься как ориентиры, а не как абсолютные ограничения. Данное исследование является призывом к научному сообществу пересмотреть подход к устоявшимся законам и постоянно проверять их применимость.
Это открытие несёт в себе вдохновение для будущих химиков и исследователей: если можно опровергнуть столетнее правило, возможно, и другие «невозможные» задачи также поддаются решению. Гарг верит, что, расширяя инструментарий, которым располагают учёные, его команда заложила основу для значительных достижений, в частности в области медицины.
В заключение статьи отмечается, что работа команды Гарга может привести к пересмотру химических учебников, в которых правило Бредта использовалось десятилетиями. Этот случай является напоминанием о том, что наука находится в постоянном развитии, и то, что сегодня считается невозможным, завтра может стать научным достижением.
Источник ✍️
3 минуты
13 ноября 2024