• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
31.10.2024, 21:01
Татьяна Пичугина
6
104 237

Химики получили вещества, нарушающие введенное 100 лет назад правило

❋ 5.1

Органические молекулы с пи-связью образуют очень устойчивые геометрии, которые не любят нарушаться. В 1924 году немецкий химик Юлиус Бредт сформулировал соответствующий запрет, вошедший в учебники химии. Тем не менее это в некоторых случаях возможно. В новой работе американские исследователи представили несколько «антибредтовских» соединений из класса олефинов.

Пи-связь в молекуле этилена / © JoJan Вектор: Vladsinger via wikimedia.org
Пи-связь в молекуле этилена / © JoJan Вектор: Vladsinger via wikimedia.org

Органические молекулы характеризуются большим разнообразием связей между атомами и структур, что легло в основу их классификации. От строения молекул во многом зависят их свойства. Органические молекулы хотя бы с одной двойной ковалентной связью между атомами углерода называют олефинами. Они включают в себя циклы — то есть несколько связанных атомов, которые между собой могут соединяться мостиками (из трех и более общих атомов). 

В начале XX века Юлиус Бредт экспериментировал с мостиковыми бициклическими соединениями и заметил их аномальное поведение. Спустя 30 лет работы он вывел свое правило, которое запрещало двойную связь в голове моста. Молекулы, которые отклоняются от этой геометрии, встречаются редко — например, в циклах большой величины. 

Несмотря на вывод, сделанный Бредтом, химики продолжали искать «запрещенные» соединения, в том числе олефины. Олефины со скрученной и пирамидальной геометрией пи-связей называют антибредтовскими (АБО). 

Выяснилось, что АБО — очень нестабильные соединения, склонные быстро распадаться. Считалось, что их крайне сложно или невозможно получить.

Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) решили сломать этот стереотип. В статье, вышедшей в журнале Science, они представили несколько видов молекул из класса олефинов, нарушающих запрет Бредта, и показали, как можно их создавать.

«Люди не изучают антибредтовские олефины, потому что считают их невозможными. Однако такого рода правила, которые считаются непреодолеваемыми, убивают научный поиск», — прокомментировал ведущий автор статьи Нил Гарг, профессор факультета химии и биохимии имени Кеннета Трублада. 

Слева — правило Бредта, справа — антибредтовские олефины, полученные в новом исследовании / © Luca McDermott et al., Science, 2024

Чтобы получить АБО, Гарг с коллегами использовал силил псевдогалогены как предшественников. Нужно было добиться, чтобы нестабильные, «сильно напряженные», молекулы АБО были захвачены другим веществом. Затем их можно попытаться выделить. Синтез шел в присутствии фторидов. 

Ученые применили этот подход к получению нескольких АБО. Пи-связь с искаженной геометрией рассчитали с помощью теории функционала плотности. Все «запрещенные» алкены (органические соединения без бензольного кольца, цепочечные с одной двойной связью) проявили скрученность и пирамидальность. 

Работа показала, как можно синтезировать и улавливать сильно напряженные АБО. Это даст, по мнению Гарга, толчок к новым поискам в фармацевтической промышленности, где наблюдается интерес к подобным структурам. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Журналист с опытом: обучалась в журнале «Химия и жизнь», работала в «Вокруг света», «Известия», «Вечерняя Москва», «ТрВ», «МК в Серпухове» и РИА Новости. За годы работы освещала темы науки, общества и культуры, стараясь излагать факты ясно и без излишних деталей. В работе предпочитает придерживаться сбалансированного и сдержанного стиля изложения.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
16 сентября, 13:21
Адель Романова

Во время недавних наблюдений карликовой планеты Квавар что-то неожиданно почти полностью закрыло ее собой. Астрономы уверены, что это не ее спутник Вейвот и не одно из двух известных колец этого маленького мира на краю Солнечной системы.

15 сентября, 10:36
Игорь Байдов

Самая большая планета в Солнечной системе, всегда поражавшая воображение своими колоссальными размерами, немного сдала позиции. Новые высокоточные измерения орбитального зонда NASA показали, что Юпитер не такой большой и круглый, как считали астрономы последние 40 лет.

15 сентября, 11:30
РНФ

Ученые обнаружили, что общепринятые константы, с помощью которых химики предсказывают свойства молекул, содержали ошибки. Исправленные значения констант теперь объясняют ранее непонятные химические аномалии и позволяют предсказывать свойства новых материалов для квантовых технологий, датчиков и умных покрытий.

12 сентября, 14:03
ТюмГУ

Исследования самодержавия могут пролить свет на феномен, исконно свойственный российской государственности, а значит, переосмыслить исторический путь России и выработку новых направлений развития, к такому выводу пришел ученый ТюмГУ.

16 сентября, 13:21
Адель Романова

Во время недавних наблюдений карликовой планеты Квавар что-то неожиданно почти полностью закрыло ее собой. Астрономы уверены, что это не ее спутник Вейвот и не одно из двух известных колец этого маленького мира на краю Солнечной системы.

15 сентября, 10:36
Игорь Байдов

Самая большая планета в Солнечной системе, всегда поражавшая воображение своими колоссальными размерами, немного сдала позиции. Новые высокоточные измерения орбитального зонда NASA показали, что Юпитер не такой большой и круглый, как считали астрономы последние 40 лет.

12 сентября, 14:03
ТюмГУ

Исследования самодержавия могут пролить свет на феномен, исконно свойственный российской государственности, а значит, переосмыслить исторический путь России и выработку новых направлений развития, к такому выводу пришел ученый ТюмГУ.

9 сентября, 11:03
Адель Романова

Третий известный межзвездный объект 3I/ATLAS летит примерно вдвое быстрее обоих своих предшественников. По расчетам, его вряд ли могло выбросить из родной планетной системы с подобной скоростью, и так разогнаться по пути он тоже не мог.

11 сентября, 12:04
ПНИПУ

Все больше покупателей начинают отказываться от привычки делать покупки на маркетплейсах, а число новых продавцов на площадках практически не увеличилось. Аналитика показывает, что за первый квартал 2025 года — прирост селлеров составил всего 0,45% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. В то же время, маркетплейсы активно расширяют сеть пунктов выдачи, особенно в регионах, где физическое присутствие всех брендов невозможно. Ученые Пермского Политеха рассказали, почему люди стали реже совершать покупки на маркетплейсах.

[miniorange_social_login]

Комментарии

6 Комментариев
-
0
+
Очень интересно и познавательно. Жаль что я ни хрена не понял
Природа незря не позволяет существование устойчивых соединений подобного типа. Опять вопреки природе пытаемся создать вещества и опять для лекарств. А ведь объем негативных побочных эффектов у большинства лекарств превышает позитив. В результате инструкции к лекарством стремятся к метровой длине
    Александр, ага, а ядерные реакции только в звёздах, поэтому сворачиваем атомные электростанции, нечего против вселенского порядка переть. "Рождённый ползать летать не должон" (с)
    +
      ещё комментарии
      Никита, ядерные реакции не запрещены физикой и природой. Вы, видимо, не поняли, что я написал . Повторюсь: мы пытаемся превзойти природу и создать вещества, которые в ней не существуют в устойчивом состоянии. Наш мир состоит из устойчивых атомов химических элементов. Но существуют и неустойчивые изотопы, которые играют определенную роль, выделяя энергию при распаде с образованием устойчивых элементов
    Anton
    03.11.2024
    -
    0
    +
    Александр, неустойчивые соединения это просто некие промежуточные формы, чобы достичь как раз таки устойчивых, и на их основе сварить лекарство. Что касается метровых инструкций, это неизбежность - слишком сложна система, на которую воздействует препарат. Природные соединения в этом плане ничуть не лучше, они создаются не для нас и потому имеют известные ограничения. Метр инструкции - он из километра вообще всех возможных ограничений, которые организмом ставятся.
    +
      ещё комментарии
      Anton, природе миллиарды лет, в течение которых она определялась со своим устройством. Человек их своего эгоцентризма пытается доказать, что он умнее природы и может создать то, от чего природа отказалась. Эта попытка сделать устойчивым промежуточный продукт - из этой серии. Именно промежуточные и побочные продукты химических реакции, от которых мы не можем очистить лекарства, и дают все побочные эффекты, показанные в инструкциях . Да, мы -химики- из исходно природных веществ пытались выделить те компоненты, которые отвечают за определенную биоактивность. А потом синтезировать их и создать лекарства. Но мы так и не поняли главного: природа не создавала отдельные биоактивные вещества, а создавала комплекс, в составе которого они были. Сейчас нам уже известно, что все элементы и вещества - биоактивны. И, как установили ещё средневековые учёные - все есть яд и все есть лекарство - разница в дозе . Насчёт индивидуальны веществ: бактерии, которые способны синтезировать ботокс одновременно с ним синтезируют вещество, которое его разрушает. Но определенных условиях при консервации. Бактерии погибают, не успевая произвести этот второй компонент. В итоге - смертельное отравление. В природе все предусмотрено
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно