Химики сделали невероятное: им удалось обойти столетнее правило Бредта, которое считалось непреложным.

Химики сделали успешный шаг в синтезе редкого класса молекул, известных как антибредтовские олефины (ABO), которые долгое время считались слишком нестабильными для существования. Эти молекулы, обладающие уникальной структурой, нарушают правило Бредта — принцип органической химии, предложенный Юлиусом Бредтом в 1924 году. Согласно этому правилу, определенные углеродные структуры с двойными связями, особенно те, которые формируются в мостиковых позициях кольцевых молекул, вызывают значительные деформации, что делает их теоретически невозможными для стабильного существования, как сообщает Nature.

Химик из Калифорнийского университета, Нил Гарг, и его команда смогли опровергнуть это столетнее правило, синтезировав ABO в условиях мягкой реакции, что ранее считалось невозможным. Эти результаты были опубликованы в журнале Science.

ABO представляют собой углеродные соединения с двойными связями, аналогичные алкенам, которые используются в разработке лекарств, но с важным отличием: они хиральны, то есть имеют зеркально противоположные формы, или энантиомеры. Эта хиральность имеет критическое значение в фармацевтике, поскольку один энантиомер может иметь положительный эффект, в то время как другой может быть неэффективным или даже вредным.

Гарг и его коллеги создали энантиомерно обогащенную форму ABO, в которой количество одного зеркального соединения превышает количество другого, что стало значительным достижением в разработке сложных 3D-молекул, применимых в дизайне лекарств. Крейг Уильямс, химик из Квинслендского университета, охарактеризовал эту работу как "эпохальный вклад" в различные области.

Для достижения стабильности ABO команда Гарга использовала предшествующее соединение, активированное фторидом, что привело к мягкой реакции элиминирования, в результате которой была обнаружена характерная углеродная структура с двойными связями. Взаимодействуя с различными ловушками — реактивными соединениями, предназначенными для захвата нестабильных молекул, исследуемые молекулы образовывали стабильные, изолированные соединения, демонстрируя потенциал в качестве строительных блоков для новых химических синтезов.

Это открытие открывает возможности для разработки сложных лекарственных препаратов с тщательно продуманной 3D-архитектурой, что может повысить их эффективность и одновременно снизить количество побочных эффектов. Исследователи считают, что эти результаты также обнадеживают для синтеза других сложных молекул. Стабильность ABO может привести к созданию новых лекарственных соединений, требующих стабильных 3D-каркасов, которые традиционно сложно достичь. Способность создавать стабильные, структурно разнообразные молекулы с точной хиральной конфигурацией может позволить фармацевтическим химикам исследовать новые направления в дизайне, которые ранее были закрыты правилом Бредта.

По словам Гарга, полученные результаты побуждают его "мыслить гораздо шире", так как он стремится к новым реакциям, которые могут привести к созданию этих новых "невозможных" молекул. Открытия в области ABO начинают новую главу в органической химии, делая возможным создание структурно разнообразных и функционально богатых соединений в процессе разработки лекарств, считают авторы.