Hemičari prave „nemoguće“ molekule koji krše pravilo vezivanja staro 100 godina

Smatralo se da su ti molekuli previše nestabilni da bi bili napravljeni, ali eksperimenti pokazuju da mogu biti „uhvaćeni“ u izvesnim reakcijama radi dobijanja korisnih proizvoda.

Hemičari su prvi put napravili klasu molekula za koje se smatralo da su previše nestabilni da bi postojali, i upotrebili ih za stvaranje egzotičnih jedinjenja. Ovi ozloglašeni molekuli, poznati kao anti-Bret alkeni (ABO), omogućavaju novi način sinteze zahtevnih kandidata za lekove.

Organski molekuli, koji sadrže ugljenik, obično imaju posebne oblike zbog načina vezivanja njihovih atoma. Na primer, alkeni, poznati i kao olefini, ugljovodonici koji se često koriste u reakcijama za razvoj lekova – imaju jednu ili više dvostrukih veza između dva atoma ugljenika, usled čega su atomi raspoređeni na jednoj ravni.

Preporučujemo

Sto godina staro Bretovo pravilo – koje je 1924. predstavio hemičar Julijus Bret – kaže da u malim molekulima od dva prstena koja dele atome, poput nekih tipova alkena, dvostruke veze između dva atoma ugljenika ne mogu da se uspostave na mestu gde se prstenovi spajaju. Te veze bi dovele molekul u napet 3D oblik koji ga čini veoma reaktivnim i nestabilnim.

Iako je ovo pravilo uključeno u udžbenike, istraživači su nastavili sa pokušajima da ga prekrše. Ranije istraživanje je ukazalo da je moguće napraviti ABO sa dvostrukim ugljenik-ugljenik vezama na poziciji spajanja prstenova. Međutim, sintetisanje u punom obliku nije bilo uspešno jer su uslovi za reakciju bili previše teški.

U najnovijem pokušaju, naučnici sa Kvinslendskog univerziteta u Brizbejnu i Kalifornijskog univerziteta u Los Anđelesu tretirali su prekurzorno jedinjenje sa fluoridnim izvorom radi izazivanja blaže reakcije „eliminisanja“, koja uklanja grupe atoma iz molekula. Tako je stvoren molekul sa relevantnom dvostrukom ugljeničnom vezom.

Kad su primenjeni različiti agensi za detekciju – hemikalije koje hvataju nestabilne molekule tokom reakcije – bilo je moguće proizvesti nekoliko složenih jedinjenja koja se mogu izolovati. To sugeriše da se reakcije ABO sa različitim agensima hvatanja mogu upotrebiti za proizvodnju 3D molekula korisnih za kreiranje novih lekova.

Za razliku od tipičnih alkena, ABO su hiralna jedinjenja – molekuli koje se ne poklapaju potpuno sa svojom slikom u ugledalu. Istraživači su sintetisali i izolovali ABO koji je enantioobogaćen, što znači da ima više jednog enantiomernog oblika nego drugog. Ovaj rezultat sugeriše da bi se ABO mogao koristiti kao nekonvencionalni gradivni elemenat za enantioobogaćena jedinjenja, uveliko korišćena u farmaceuticima.

Ovaj pristup bi se mogao koristiti za proučavanje inovativnih puteva sinetize drugih zahtevnih molekula, kao što je hemoterapijski medikament paklitaksel – složen molekul sa više prstenova, koji je teško proizvesti u laboratoriji, kažu hemičari.

Istraživači ispituju druge reakcije sa ABO i sintezu drugih moleukula sa naizgled nemogućim strukturama.

(Telegraf Nauka/Nature)