Химики нарушили 100-летнее правило и заявили, что пришло время переписать учебники
Решение проблемы синтеза олефинов по методу анти-Бредта
Химики из Калифорнийского университета обнаружили большую проблему в фундаментальном правиле органической химии, которое существует уже 100 лет — оказалось, что оно просто не соответствует действительности. И они говорят: пора переписать учебники.
Органические молекулы, состоящие в основном из углерода, характеризуются наличием определенных форм и расположений атомов. Молекулы, известные как олефины, имеют двойные связи, или алкены, между двумя атомами углерода. Атомы и те, которые присоединены к ним, обычно лежат в одной и той же трехмерной плоскости. Молекулы, которые отклоняются от этой геометрии, встречаются редко.
Правило, о котором идет речь, известное в учебниках как правило Бредта (запрет Бредта), было опубликовано в 1924 году. Оно гласит, что молекулы не могут иметь двойную связь углерод-углерод в кольцевом соединении мостиковой бициклической молекулы. Двойная связь в этих структурах имела бы искаженные, скрученные геометрические формы, которые отклоняются от жесткой геометрии алкенов, изучаемой в учебниках.
Олефины полезны в фармацевтических исследованиях, но правило Бредта ограничило круг синтетических молекул, которые ученые могут себе представить, создавая с их помощью, и предотвратило возможные применения их в разработке лекарственных препаратов.
Статья, опубликованная учеными Калифорнийского университета в журнале Science, опровергла эту идею. Они показывают, как создать несколько видов молекул, которые нарушают правило Бредта, называемых анти-Бредтовыми олефинами, или ABO (anti-Bredt olefins), что позволяет химикам найти практические способы их создания и использования в реакциях.
«Люди не изучают антибредтовские олефины, потому что думают, что не могут их сделать», — сказал Нил Гарг, заслуженный профессор химии в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. «У нас не должно быть таких правил, или если они у нас есть, они должны существовать только с постоянным напоминанием о том, что это всего лишь рекомендации, а не правила. Это разрушает креативность, когда у нас есть правила, которые предположительно нельзя преодолеть».
Лаборатория Нила Гарга обрабатывала молекулы, называемые силил (псевдо)галогенидами, источником фторида, чтобы вызвать реакцию элиминирования, которая образует ABO. Поскольку ABO крайне нестабильны, они включили еще одно химическое вещество, которое может «захватывать» нестабильные молекулы ABO и давать продукты, которые можно выделить.
Полученная реакция показала, что ABO можно генерировать и захватывать для получения структур, имеющих практическую ценность.
«В фармацевтической промышленности наблюдается большой толчок к разработке химических реакций, которые дают трехмерные структуры, подобные нашей, поскольку их можно использовать для открытия новых лекарств», — сказал Нил Гарг.
«Наше исследование показывает, что вопреки столетнему общепринятому мнению, химики могут производить и использовать антибредтовские олефины для производства продукции с добавленной стоимостью».