شیمی‌دانان با شکست قانونی صدساله، نوعی مولکول سه‌بعدی پایدار سنتز کردند

دانشمندان به‌تازگی قانون صدساله شیمی برای ساخت مولکول‌های ناپایدار را شکستند و نوعی مولکول سه‌بعدی ناپایدار به نام «اُلفین آنتی برت» را سنتز کردند.

این نوع مولکول‌ها که مولکول‌های ناپایدار و سه‌بعدی شناخته می‌شوند، قانون «برت» (Bredt's Rule) را نقض می‌کنند که توضیح می‌دهد فقط انواع خاصی از پیوندها می‌توانند در یک دسته از ترکیبات شیمیایی سه‌بعدی رخ دهند؛ به‌این‌ترتیب، سنتز مولکول‌هایی شبیه اُلفین آنتی برت که ناپایدار هستند، طبق این قانون ناممکن است. حالا دانشمندان موفق شدند با شکستن این قانون صدساله، این دسته از مولکول‌های ضد برت را سنتز کنند. نتایج این مطالعه در مجله «Science»‌ به چاپ رسیده است. ساخت چنین مولکول‌هایی می‌تواند به دانشمندان در ساخت انواع جدیدی از دارو کمک کند.

«لوکا مک درموت» نویسنده اول این مقاله و محقق شیمی‌ آلی دانشگاه «UCLA» دراین‌باره گفت: «اگر قانونی وجود دارد که می‌گوید چیزی مطلقاً غیرممکن است، شاید به راه‌حل درست آن فکر نشده است. هنگامی که مسئله حل می‌شود، درمی‌یابیم آن‌قدرها هم که فکر می‌کردیم، موضوع پیچیده نبوده است.»

او ادامه می‌دهد: «مولکول‌های آنتی برت در دسته‌ای از ترکیبات به نام الفین‌ها (Olefin) قرار می‌گیرند. الفین‌ها حداقل یک پیوند دوگانه دارند -پیوند شیمیایی قوی که از ۲ جفت الکترون ساخته شده است- که ۲ اتم کربن را به هم متصل می‌کند. هریک از آن اتم‌های کربن معمولاً در همان صفحه دوبعدی اتم‌های دیگر که با آنها در پیوند است، قرار دارد.

اوایل قرن بیستم، شیمی‌دان آلی، «جولیوس برت»، پیوندهای دوگانه را در مولکول‌های دوحلقه‌ای مطالعه کرد. مولکول‌های دوحلقه‌ای گروهی از مواد شیمیایی هستند که حاوی ۲ ساختار حلقه‌ای‌شکل به هم چسبیده‌اند. همان‌طور که در شکل زیر می‌بینید، این مولکول‌ها ساختار Y شکل دارند.

برت براساس مشاهداتی که در آزمایشگاه انجام داد، در قانون خود بیان کرد اتم‌های کربن در محل اتصال (محل اتصال میان ۳ شاخه که نهایتاً ساختار Y را شکل می‌دهند) نمی‌توانند پیوندی دوگانه داشته باشند. به‌عبارت‌دیگر، برت پیش‌بینی کرد ازآنجایی‌که کربن و اتم‌های اطراف آن در این ساختار همگی در یک صفحه قرار نمی‌گیرند، ایجاد پیوندی دوگانه در محل اتصال منجر می‌شود به اینکه مولکول بیش از حد ناپایدار شود.

اکنون مک درموت و همکارانش راهی برای ساخت الفین‌های آنتی برت ابداع و از این روش برای سنتز مولکول‌های پیچیده سه‌بعدی استفاده کرده‌اند. ازآنجایی‌که الفین‌های آنتی برت ناپایدار و بسیار واکنش‌پذیر هستند، این تیم تحقیقاتی نتوانست آنها را مستقیم در مطالعه جدید خود جدا و بررسی کند. در عوض، مولکول‌های دیگری را به این ساختار اضافه کردند که می‌توانند بلافاصله با الفین‌های آنتی برت واکنش دهند و محصولات پایدارتری بسازند. این اتفاق به آنها اجازه داد با چندین نوع مختلف از الفین‌های آنتی برت و محصولات پایدارتر آزمایش انجام دهند.

«نیل گارگ»، پروفسور و شیمی‌دان دانشگاه UCLA، می‌گوید: «واکنش‌های استفاده‌کننده از الفین آنتی برت می‌تواند درها را به روی انواع جدیدی از داروها باز کند. ساختارهای مولکول سه‌بعدی و پایدار می‌توانند بهتر از ترکیبات دارویی مسطح با پروتیٔین‌های بدن تعامل کنند.»

حالا محققان قصد دارند ترکیبات شیمیایی بیشتری را با ساختارهایی که پیشتر غیرقابل‌تشکیل بود، بسازند و انواع واکنش‌های جدید میان آنها را مطالعه کنند.