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化学家发现不可能”的分子，打破了数百年的键合规则
化学家首次合成了称为抗布雷特烯烃的不稳定分子。这些打破了已有 100 年历史的布雷特规则，为复杂药物的开发开辟了新途径。
化学家发现不可能”的分子，打破了数百年的键合规则
第一次拥有它 化学家 创造了一类以前被认为太不稳定而无法存在的分子，并用它们来创造奇异的化合物 1 。科学家表示，这些臭名昭著的分子，称为反布雷特烯烃（ABO），为合成具有挑战性的候选药物提供了一条新途径。
澳大利亚布里斯班昆士兰大学的化学家克雷格·威廉姆斯说，这项工作被称为“开创性的贡献”。研究结果发表在《科学》杂志上。
有机分子 碳 通常采用取决于原子彼此连接方式的特定形式。例如，烯烃，也称为烯烃 - 碳氢化合物，常用于以下反应： 药物开发 使用 - 两个碳原子之间的一个或多个双键，这导致原子在平面上排列。
布雷特规则，已为人所知 100 年，于 1924 年发布 有机化学家 Julius Bredt 指出，在由两个共享原子组成的小分子中，如某些烯烃的情况，环连接处的两个碳原子之间不能出现双键。研究合著者、加州大学洛杉矶分校的化学家尼尔·加格 (Neil Garg) 表示，这是因为这些键会迫使分子形成复杂、紧张的 3D 形状，使其具有高度反应性且不稳定。 “然而 100 年后，人们仍然会说这样的建筑是被禁止的，或者太不稳定而无法建造，”他说。
尽管这条规则被写入化学书籍中，但这并没有阻止研究人员尝试打破它。先前的研究表明，可以创建在连接处的碳原子之间具有双键的 ABO 2 。然而，加尔格表示，由于反应条件过于苛刻，尝试以完整形式合成它们并未成功。
在最新的实验中，加格和他的同事用氟化物源处理预化合物，以引发更温和的“消除反应”，从分子中去除原子团。这产生了具有 ABO 双键特征的分子。当研究人员添加各种捕获剂（在反应过程中捕获不稳定分子的化学物质）时，他们能够产生几种可以分离的复杂化合物。 Garg 说，这表明 ABO 与不同捕获剂的反应可用于合成可用于设计新药物的 3D 分子。
与典型的烯烃相比，ABO 是手性化合物，即与其镜像不完全匹配的分子。 Garg 和他的同事合成并捕获了一种对映体丰富的 ABO，这意味着他们生成的镜像对多于另一对。这一结果表明，ABO 可以用作对映体富集化合物的非常规构建模块，这些化合物广泛用于药物中。
中国深圳南方科技大学的化学家李创创表示，这种方法可用于探索其他具有挑战性的分子的创新合成路线，例如化疗药物紫杉醇（商品名紫杉醇）——一种难以在实验室生产的复杂的多环分子。 “这是一种有价值且可靠的方法，”李说。
Garg 和他的团队正在研究与 ABO 的进一步反应，并探索如何合成具有看似不可能结构的其他分子。 “我们可以更有创意地思考，”他说。
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麦克德莫特，L.等人。科学 386，eadq3519 (2024)。
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Chan, T. H. 和 Massuda, D. J. Am.化学。社会学会 99 (1977)。