• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
31 октября
Татьяна Пичугина
7
103 700

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
5 декабря
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.

Сегодня, 07:26
Полина Меньшова

Со временем одни воспоминания заменяются другими, но почему люди запоминают именно то, что запоминают? На этот вопрос ответили ученые из США, проанализировав более 100 исследований эпизодической памяти.

Позавчера, 10:55
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.

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.

2 декабря
Юлия Трепалина

Борщевик Сосновского, распространение которого грозит экологической катастрофой, ранее практически не имел естественных врагов. Недавно группа ученых из Российской академии наук и МГУ выяснила, что корни борщевика могут повреждать сциариды Bradysia impatiens — мелкие двукрылые насекомые, уничтожающие растения в теплицах.

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