Більшість правил у хімії не є абсолютними законами природи. Проте деякі з них настільки добре підтверджені експериментами, що покоління хіміків сприймають їх майже як аксіоми. Одним із таких було правило Бредта, сформульоване ще у 1924 році.
Тепер дослідники з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі (UCLA) показали, що це правило можна обійти. Вони синтезували кілька нових молекул із надзвичайно напруженим подвійним зв’язком, отримання якого понад століття вважали практично недосяжним. Роботу опубліковано в журналі Nature Chemistry.
Подвійний зв’язок між атомами Карбону має залишатися майже плоским. Якщо ж спробувати «втиснути» його в занадто тісну тривимірну структуру, виникають настільки великі механічні напруження, що така молекула або не утворюється взагалі, або миттєво руйнується.
Саме це ще у 1924 році описав німецький хімік Юліус Бредт. Правило стверджує, що в невеликих місткових циклічних молекулах подвійний зв’язок не може стабільно існувати в певному положенні. Протягом десятиліть це правило неодноразово підтверджувалося експериментами і стало одним із базових принципів органічної хімії.
Команда професора Ніла Гарга не намагалася «спростувати» правило. Натомість дослідники створили молекули зі спеціально спроєктованим каркасом, який дозволив отримати надзвичайно напружений подвійний зв’язок без його миттєвого руйнування.
Отримані сполуки автори назвали гіперпірамідалізованими алкенами. У них атоми Карбону значно сильніше відхиляються від звичної плоскої геометрії, ніж це вважалося можливим раніше.
Фактично вчені показали, що межі застосування правила Бредта є складнішими, ніж вважалося, а деякі «заборонені» структури все ж можна отримати за правильно підібраних умов.
Найцікавіше полягає не лише в самому синтезі. Незвичайна геометрія робить такі молекули дуже реакційноздатними. Саме тому вони можуть стати своєрідними «цеглинками» для створення складніших органічних сполук.
Дослідники продемонстрували, що нові алкени не є лише лабораторною екзотикою. Вони здатні вступати в подальші хімічні реакції, відкриваючи нові синтетичні маршрути, які раніше були недоступними.
На перший погляд відкриття виглядає суто фундаментальним. Проте історія органічної хімії показує, що саме такі роботи часто стають основою для майбутніх технологій.
Нові синтетичні будівельні блоки можуть бути корисними для:
Що ширший набір доступних молекулярних конструкцій, то більше можливостей мають хіміки під час проєктування нових речовин.
Ні. Самі автори дослідження не говорять про «спростування» правила. Навпаки, вони підкреслюють, що правило Бредта залишається надзвичайно корисним орієнтиром для більшості органічних реакцій.
Нове дослідження показує лише те, що за допомогою сучасних методів синтезу можна спеціально створювати виняткові структури, які раніше вважалися практично недосяжними. Інакше кажучи, фундаментальний принцип не зник, але його межі стали зрозумілішими.
Подібні відкриття трапляються рідко. Органічна хімія існує вже понад два століття, і більшість її базових правил багаторазово перевірені експериментально.
Саме тому синтез молекул, які ще недавно вважалися майже неможливими, є важливою подією. Він демонструє, що навіть добре відомі фундаментальні принципи можуть відкривати нові можливості, коли з’являються точніші методи проєктування молекул і сучасні синтетичні технології.
The post Хіміки вперше обійшли правило, яке вважалося непорушним понад 100 років НОВЕ first appeared on ScientistMan.
Хіміки з UCLA синтезували надзвичайно напружені молекули, які суперечать класичному правилу Бредта. Відкриття може розширити можливості створення нових ліків і матеріалів.
The post Хіміки вперше обійшли правило, яке вважалося непорушним понад 100 років НОВЕ first appeared on ScientistMan.
Науковий проєкт створений справжніми ентузіастами, які захоплюються відкриттями та дослідженнями. Ми допомагаємо нашим читачам розбиратися в складних наукових темах простою і зрозумілою мовою, без нудних формул і заплутаних пояснень.
