• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
31 октября
Татьяна Пичугина
7
103 681

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.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 10:00
РНФ

Ученые определили, что люди, населявшие Центральный Кавказ 18–10 тысяч лет назад, использовали для создания орудий охоты камень обсидиан из единственного месторождения — Заюковского. При этом другое популярное сырье — кремень — они добывали из десяти разных источников. Оказалось, что за кремнем оранжевого цвета древним охотникам приходилось путешествовать на расстояния более 200 километров, что указывает на наличие культурных связей с соседними регионами, где в этот период были распространены стоянки той же культурной традиции.

11 часов назад
Елизавета Александрова

На поверхности карликовой планеты между Марсом и Юпитером наблюдают сложные органические соединения. Когда их обнаружили в одном кратере, то ученые предположили, что это вещества с упавшего небесного тела. Теперь планетологи увидели признаки органики еще в 11 регионах Цереры и пришли к выводу, что это не импорт, а продукты собственного производства.

Вчера, 15:12
Редакция Naked Science

Разработка называется XLand-MiniGrid и позволяет тренируемому ИИ выполнять триллион взаимодействий с обучающей его средой всего за три дня.

3 декабря
Елизавета Александрова

Американская лунная программа «Артемида» предусматривает экспедиции длительностью от нескольких дней до долгих недель и даже месяцев, но луномобиля для передвижения экипажа по поверхности спутника Земли на сегодня нет. Поэтому космическое агентство США продумывает план действий на случай, если астронавты окажутся далеко от базы и кто-то из них внезапно не сможет идти самостоятельно.

3 декабря
Варвара Кравцова

Сражались ли амазонки на территории нашей страны, как развивались первые крупные города и чем древний геном выносливее современного — об этом нам рассказал Харис Мустафин, заведующий лабораторией исторической генетики, радиоуглеродного анализа и прикладной физики МФТИ.

30 ноября
Редакция Naked Science

Последние полвека темпы развития науки снижаются. В быту это пока незаметно, потому что от фундаментального открытия до его реализации в технике проходят десятки лет. Но замедление длится слишком долго, то есть вскоре мы столкнемся с замедлением развития техники в целом. Naked Science решил дать перевод видео физика и популяризатора Сабины Хоссенфельдер на эту тему. Что же не так с современной наукой и можно ли что-то исправить?

16 ноября
Evgenia

Международная коллаборация физиков под руководством ученых из Йельского университета в США представила самые убедительные на сегодня подтверждения существования нового типа сверхпроводящих материалов. Доказательство существования нематической фазы вещества — научный прорыв, открывающий путь к созданию сверхпроводимости совершенно новым способом.

28 ноября
Елизавета Александрова

Обсерватории постоянно улавливают «мигающие» радиосигналы из глубин Вселенной. Чаще всего их источниками оказываются нейтронные звезды, которые за это и назвали пульсарами. Но к недавно обнаруженному источнику GLEAM-X J0704-37 они, по мнению астрономов, отношения не имеют.

25 ноября
Полина Меньшова

Многие одинокие люди считают, что окружающие не разделяют их взглядов. Психологи из США решили проверить, так ли это на самом деле, и обнаружили общую особенность у людей с недостаточным количеством социальных связей.

[miniorange_social_login]

Комментарии

7 Комментариев
Arkady Kolbenev
01.11.2024
-
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
    -
    0
    +
    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, в звёздах термоядерные которые нам в промышленных масштабах пока не доступны
      Александр Бутюгин
      4 недели назад
      -
      0
      +
      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
      Александр Бутюгин
      4 недели назад
      -
      0
      +
      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
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
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно