化學(xué)家在分子中創(chuàng)造“不可能”的鍵,違背了 100 年的規(guī)則

碳是一個群居的小原子,向后彎曲以與統(tǒng)稱為有機化學(xué)中的各種元素連接。沒有Carbon 建立聯(lián)系的訣竅.

然而,即使是這個友好的家伙也有其局限性。拿布雷特規(guī)則例如,它表示稱為共價雙鍵的穩(wěn)定雙通道連接不會在碰巧在 ' 上形成的任何 V 形橋附近形成bicyclic' 分子.

現(xiàn)在,來自加州大學(xué)洛杉磯分校(University of California, Los Angeles)的一組化學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種違反布雷特百年定律的解決方案。這鼓勵未來的藥物研究探索我們認為不存在的分子的用途。

這似乎是一個相當晦澀難懂的有機城市規(guī)劃規(guī)則,但自從德國化學(xué)家朱利葉斯·布雷特 (Julius Bredt) 論證雙鍵不可能性以來在他 1924 年的論文中,只有少數(shù)成功的實驗這似乎證明他錯了。

正如任何 DIY 家具組裝商都非常清楚的那樣,幾何形狀是確保您的平板包裝書柜不會碎成一堆碎片的關(guān)鍵。

有機化學(xué)并沒有什么不同——雖然有些連接允許一定程度的扭曲和轉(zhuǎn)動,但另一些連接頑固地要求現(xiàn)有計劃在卡入到位之前完全筆直。

以組裝的雙環(huán)分子為例,它最簡單的形式是降冰片烯,可能看起來像數(shù)字鐘面上的數(shù)字 8。

可以在分子中心插入一個碳原子以與中間鍵相交,從而產(chǎn)生一個稱為橋頭堡的峰。同時,分子的其余部分被拉成新的排列方式,防止 8 字形平躺在它的背上。

現(xiàn)在想在橋頭堡兩端的碳之一上添加第二個連接,以形成稱為烯烴的有機雙鍵嗎?

Bredt 會說對不起,你走運不走。

Bredt 規(guī)則禁止在 Norbornene 的橋頭堡旁邊使用烯烴。(杰夫·達爾/維基共享資源/PD)

加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)化學(xué)家尼爾·加格(Neil Garg)是反布雷特團隊的成員。他說去做吧。

“人們不探索反 Bredt 烯烴,因為他們認為他們不能,”加格。

“我們不應(yīng)該有這樣的規(guī)則——或者如果我們有它們,它們也應(yīng)該只存在于不斷提醒它們是指導(dǎo)方針,而不是規(guī)則的情況下。當我們有據(jù)稱無法克服的規(guī)則時,它就會摧毀創(chuàng)造力。

Garg 和他的團隊從一種理論方法開始,以發(fā)展對幾種不同種類的雙環(huán)環(huán)與反 Bredt 鍵的排列的理解,然后使用由有機化學(xué)家 Shu Kobayashi規(guī)劃一組合適的前體化合物和途徑,以促進雙鍵的形成。

成功的計劃將硅烷基(偽)鹵化物前體與另一種含氟分子以及一系列其他化學(xué)物質(zhì)相結(jié)合,這些化學(xué)物質(zhì)可以穩(wěn)定鍵并允許篩選出產(chǎn)品。

打破化學(xué)規(guī)則遠不止是一種叛逆行為(盡管化學(xué)家是一群叛逆的人).這是一項努力,旨在解鎖生產(chǎn)曾被認為是禁區(qū)的化合物的新方法,擴大可能被證明有用的合成化合物的范圍。

“制藥行業(yè)大力推動開發(fā)化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生像我們這樣的三維結(jié)構(gòu),因為它們可以用來發(fā)現(xiàn)新藥?!?a>說加格。

“這項研究表明,與一百年的傳統(tǒng)觀點相反,化學(xué)家可以制造和使用反 Bredt 烯烴來制造增值產(chǎn)品?!?/p>

這項研究發(fā)表在科學(xué).

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