Совершили невозможное: химикам удалось обойти столетнее неопровержимое правило Бредта

Химики успешно синтезировали редкий класс молекул, называемых антибредтовскими олефинами (ABO), которые долгое время вовсе считались слишком нестабильными для существования. Известные своей уникальной структурой, ABO нарушают правило Бредта — принцип органической химии, сформулированный в 1924 году Юлиусом Бредтом. Согласно ему, некоторые углеродные структуры с двойными связями, особенно те, которые образуются в мостиковых позициях кольцеобразных молекул, вызывают экстремальную деформацию, которая делает их теоретически невозможными для поддержания в стабильной форме, пишет Nature.

У Фокус.Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и увлекательные новости из мира науки!

Химику из Калифорнийского университета, Нилу Гаргу, и его команде удалось нарушить столетнее правило, синтезировав ABO в условиях мягкой реакции, что ранее считалось недостижимым, говорится в их исследовании, опубликованном в журнале Science.

ABO — это углеродные соединения с двойными связями, похожие на алкены, используемые при разработке лекарств, но имеющие критическое отличие: они хиральны, то есть имеют зеркально противоположные формы, или энантиомеры. Такая хиральность очень важна в фармацевтике, где один энантиомер может давать положительный эффект, а другой — быть неэффективным или вредным для нас.

Гарг и его коллеги создали обогащенную энантиомерами форму ABO, которая дает больше одного зеркального соединения, чем другого, что стало значительным прогрессом в создании структурно сложных 3D-молекул, применимых в дизайне лекарств. Крейг Уильямс, химик из Квинслендского университета, назвал эту работу "эпохальным вкладом" в самые разные области.

Для достижения стабильности ABO команда Гарга использовала соединение-предшественник, активированное фторидом, что привело к мягкой реакции элиминирования, которая выявила фирменную углеродную структуру с двойными связями. При взаимодействии с различными агентами-ловушками — реактивными соединениями, используемыми для захвата нестабильных молекул, молекулы образовывали стабильные, изолированные соединения, демонстрируя свой потенциал в качестве строительных блоков для новых путей химического синтеза.

Это открытие делает возможным будущую разработку сложных лекарственных препаратов с замысловатой 3D-архитектурой, которая может повысить иъ эффективность и вместе с тем избавить их от многих побочных эффектов. Исследователи считают эти результаты перспективными и для синтеза других сложных молекул. Стабильность ABO может открыть путь к созданию новых лекарственных соединений, требующих стабильных 3D-каркасов, которые традиционно труднодостижимы. Способность же создавать стабильные, структурно разнообразные молекулы с точной хиральной конфигурацией может позволить фармацевтическим химикам исследовать новые пространства для дизайна, которые ранее были попросту закрыты правилом Бредта.

По словам Гарга, полученные результаты побуждают его "мыслить намного шире", поскольку он стремится к новым реакциям, которые могут дать эти новые "невозможные" молекулы. Эти открытия в области ABO начинают новую главу в органической химии, делая реальностью возможность структурно разнообразных и функционально богатых соединений в процессе разработки лекарств, считают авторы.

Ранее Фокус писал о том, как ученые собираются заменить горькие таблетки и сиропы на альтернативный способ доставки лекарства. Прошли те времена, когда приходилось насильно глотать большие горькие таблетки или невкусные сиропы. Им на замену скоро придет безболезненная, эффективная и экологически чистая альтернатива.

Также Фокус писал о том, что ученые научились создавать таблетки из бумаги. Они превратили бумажные отходы в сырье для производства распространенных болеутоляющих средств и не остановились на этом, в погоне за более экологичным будущим.