化学家在分子中创造“不可能”的键,违背了 100 年的规则

碳是一个群居的小原子,向后弯曲以与统称为有机化学中的各种元素连接。没有Carbon 建立联系的诀窍.

然而,即使是这个友好的家伙也有其局限性。拿布雷特规则例如,它表示称为共价双键的稳定双通道连接不会在碰巧在 ' 上形成的任何 V 形桥附近形成bicyclic' 分子.

现在,来自加州大学洛杉矶分校(University of California, Los Angeles)的一组化学家发现了一种违反布雷特百年定律的解决方案。这鼓励未来的药物研究探索我们认为不存在的分子的用途。

这似乎是一个相当晦涩难懂的有机城市规划规则,但自从德国化学家朱利叶斯·布雷特 (Julius Bredt) 论证双键不可能性以来在他 1924 年的论文中,只有少数成功的实验这似乎证明他错了。

正如任何 DIY 家具组装商都非常清楚的那样,几何形状是确保您的平板包装书柜不会碎成一堆碎片的关键。

有机化学并没有什么不同——虽然有些连接允许一定程度的扭曲和转动,但另一些连接顽固地要求现有计划在卡入到位之前完全笔直。

以组装的双环分子为例,它最简单的形式是降冰片烯,可能看起来像数字钟面上的数字 8。

可以在分子中心插入一个碳原子以与中间键相交,从而产生一个称为桥头堡的峰。同时,分子的其余部分被拉成新的排列方式,防止 8 字形平躺在它的背上。

现在想在桥头堡两端的碳之一上添加第二个连接,以形成称为烯烃的有机双键吗?

Bredt 会说对不起,你走运不走。

Bredt 规则禁止在 Norbornene 的桥头堡旁边使用烯烃。(杰夫·达尔/维基共享资源/PD)

加州大学洛杉矶分校(UCLA)化学家尼尔·加格(Neil Garg)是反布雷特团队的成员。他说去做吧。

“人们不探索反 Bredt 烯烃,因为他们认为他们不能,”加格。

“我们不应该有这样的规则——或者如果我们有它们,它们也应该只存在于不断提醒它们是指导方针,而不是规则的情况下。当我们有据称无法克服的规则时,它就会摧毁创造力。

Garg 和他的团队从一种理论方法开始,以发展对几种不同种类的双环环与反 Bredt 键的排列的理解,然后使用由有机化学家 Shu Kobayashi规划一组合适的前体化合物和途径,以促进双键的形成。

成功的计划将硅烷基(伪)卤化物前体与另一种含氟分子以及一系列其他化学物质相结合,这些化学物质可以稳定键并允许筛选出产品。

打破化学规则远不止是一种叛逆行为(尽管化学家是一群叛逆的人).这是一项努力,旨在解锁生产曾被认为是禁区的化合物的新方法,扩大可能被证明有用的合成化合物的范围。

“制药行业大力推动开发化学反应,产生像我们这样的三维结构,因为它们可以用来发现新药。”加格。

“这项研究表明,与一百年的传统观点相反,化学家可以制造和使用反 Bredt 烯烃来制造增值产品。”

这项研究发表在科学.

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