Küp yapısı
Bir araştırmacı ekibi moleküler yapının kurallarını yeniden yazıyor ve sonuçlar geleceğin ilaçlarının üretilme şeklini yeniden şekillendirebilir.
UCLA kimyagerleri bazılarının en çok ünlü “regras” Organik kimyanın temelleri önceden düşünüldüğü kadar kırılmaz değildir.
Oluştururken tuhaf moleküller çarpık çift bağları olan kafes şeklinde, uzun süredir imkansız olduğu düşünülen yapılarEkip tamamen yeni kimya türlerine öncülük ediyor.
Organik kimya, atomların birbirine nasıl bağlandığını, kimyasal bağların nasıl oluştuğunu ve moleküllerin nasıl şekillendiğini açıklayan köklü kurallara dayanmaktadır.
Bu ilkeler, bilim adamlarının reaksiyonları nasıl anlayacağına ve moleküler davranışı nasıl tahmin edeceğine rehberlik eder. Bu kuralların çoğu mutlak gerçekler olarak ele alınsa da, UCLA’daki araştırmacılar kimyanın daha fazla esnekliğe sahiptir inanıldığından daha fazla.
2024 yılında liderliğindeki bir araştırma grubu Neil GargUCLA’da kimyager, Bredt’in kuralını bozduyüzyıldan fazla süredir yürürlükte olan bir prensiptir.
Bu kural, moleküllerin çift bağ oluşturamaz “Köprübaşı” konumundaki karbon-karbon (köprülenmiş bir bisiklik moleküldeki halkaların birleşimi), Bilim Günlük.
Buna dayanarak devrim niteliğinde keşifGarg’ın ekibi artık bunun için yöntemler geliştirdi daha da tuhaf yapılar yaratın: Kafes şeklindeki moleküller olarak bilinir cubene ve quadricycleneoldukça sıra dışı çift bağlar içeren.
Neil Garg ve diğerleri
Küp ekadrisiklenin kimyasal yapısı
Çoğu molekülde çift bağla bağlanan atomlar bir düzende düzenlenmiştir. düz düzenleme. Neil Garg’ın ekibi bu tanıdık geometrinin cubene ve quadricyclene için geçerli değildir.
Bir raporda sunulan sonuçları madde Çarşamba günü dergide yayınlandı Doğa Kimyasıbu moleküllerin olduğunu gösterin çift bağları kuvvetlendir benimsemek üç boyutlu şekillerin bozulmasıKimyagerlerin hayal edebileceği ve gelecekteki ilaç geliştirmede önemli bir rol oynayabileceği moleküler yapı yelpazesini genişleten.
Garg, “On yıllar önce kimyagerler bunun gibi moleküller üretebilmemiz gerektiğine dair sağlam kanıtlar buldular, ancak organik kimyada yapı, bağlanma ve reaktivite hakkındaki ders kitabı kurallarını düşünmeye hâlâ çok alışkın olduğumuz için, küp ve kuadrisiklen gibi moleküllerden kaçınıldı” diye açıklıyor.
Sonuçta, bu kuralların neredeyse tamamı daha çok kılavuz olarak ele alınmalıdiyor araştırmacı bir şekilde ifade Evet, UCLA’da.
Organik moleküller genellikle üç tip bağ içerir: tekli, ikili ve üçlü. Karbon-karbon çift bağlarına denir alkenler ve tahvil sırası 2’dir, bu da şunu yansıtır: kaç çift elektron bağlı atomlar arasında paylaşılır. Tipik alkenlerde karbonlar bir geometriye sahiptir. düzlemsel üçgençift bağın etrafında düz bir yapı oluşturur.
UCLA hesaplamalı kimyageriyle yakın işbirliği içinde çalışan Garg’ın ekibi tarafından incelenen moleküller Ken Houk, farklı davran.
Kompakt ve gergin şekilleri nedeniyle küp ve kuadrisiklendeki çift bağlar 1,5’a yakın tahvil emri var 2’den fazla. Bu olağandışı bağlantı doğrudan onun sonucudur. üç boyutlu geometri.
“Neil’in laboratuvarı bu inanılmaz derecede çarpık moleküllerin nasıl yapılacağını buldu ve Organik kimyagerler heyecanlı Bu eşsiz yapılarla neler yapılabileceğiyle ilgileniyoruz” diyor Houk.
Keşif, bilim adamlarının aktif olarak yeni üç boyutlu molekül türlerini araştırmasıyla ortaya çıktı. ilaç tasarımı. Birçok modern ilaç, biyolojik hedeflerle daha kesin bir şekilde etkileşime giren karmaşık formlara dayanmaktadır.
Garg, “Küpen ve dört tekerlekli bisiklet üretmenin muhtemelen 20. yüzyılda oldukça uzmanlaşmış olduğu düşünülüyordu” dedi. “Ama şu anda başlıyoruz düzenli yapıların olanaklarını tüketmek ve daha düzdür ve sıra dışı ve katı 3 boyutlu moleküller üretmeye daha büyük bir ihtiyaç vardır.”
Garg’ın ekibi, bu bulguların farmasötik araştırmacıların bir ilaç tasarlamasına yardımcı olabileceğine inanıyor. yeni nesil ilaçlarson yıllarda geliştirilen ilaçlarla karşılaştırıldığında daha karmaşık üç boyutlu şekillere sahiptir.
“Laboratuvarımda, üç şey çok önemlidir. Bunlardan biri bildiklerimizin temellerini geliştirmektir. İkincisi ise yapmaktır yararlı olabilecek kimya başkaları için ve toplum için pratik değere sahip”, diyor Garg.
“Ve üçüncüsü hepsi gerçekten harika insanlardan oluşuyor UCLA’ya birinci sınıf bir eğitim almak için gelen ve daha sonra yeni şeyler keşfetmeye ve başkalarına öğretmeye devam ettikleri akademiye veya ilaç ürettikleri veya başka ilginç şeyler yaptıkları endüstriye gidenler dünyamıza fayda sağlamak“.