اكتشف الكيميائيون جزيئات مستحيلة تكسر قواعد الترابط القديمة

اكتشف الكيميائيون جزيئات مستحيلة تكسر قواعد الترابط القديمة

الحصول عليها لأول مرة كيميائي أنشأ فئة من الجزيئات كانت تعتبر في السابق غير مستقرة للغاية واستخدمها لإنشاء مركبات غريبة 1. يقول العلماء إن هذه الجزيئات سيئة السمعة، والمعروفة باسم الأوليفينات المضادة لبريدت (ABOs)، تقدم طريقًا جديدًا لتصنيع مرشحات الأدوية الصعبة.

يُطلق على هذا العمل اسم "مساهمة رائدة"، كما يقول كريج ويليامز، الكيميائي بجامعة كوينزلاند في بريسبان بأستراليا. ونشرت النتائج في مجلة العلوم.

الجزيئات العضوية التي الكربون وعادةً ما تتخذ أشكالًا محددة تعتمد على الطريقة التي ترتبط بها الذرات ببعضها البعض. على سبيل المثال، الأوليفينات، المعروفة أيضًا باسم الألكينات - وهي هيدروكربونات تُستخدم غالبًا في التفاعلات تطوير المخدرات - يتم استخدام رابطة مزدوجة واحدة أو أكثر بين ذرتي الكربون، مما يؤدي إلى ترتيب الذرات في المستوى.

قاعدة بريدت المعروفة منذ 100 عام وتم نشرها عام 1924 كيميائي عضوي يذكر يوليوس بريدت أنه في الجزيئات الصغيرة المكونة من ذرتين تتشاركان ذرات، كما هو الحال مع بعض الألكينات، لا يمكن أن تنشأ روابط مزدوجة بين ذرتي كربون عند تقاطع الحلقات. وذلك لأن الروابط ستجبر الجزيء على اتخاذ شكل معقد ومجهد ثلاثي الأبعاد، مما يجعله شديد التفاعل وغير مستقر، كما يقول المؤلف المشارك في الدراسة نيل جارج، الكيميائي في جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس. ويضيف: "ومع ذلك، بعد مرور 100 عام، لا يزال الناس يقولون إن بناء مثل هذه الهياكل محظور أو غير مستقر إلى حد كبير".

وعلى الرغم من أن هذه القاعدة منصوص عليها في كتب الكيمياء، إلا أنها لم تمنع الباحثين من محاولة كسرها. اقترحت الأبحاث السابقة أنه من الممكن إنشاء أجسام ABO لها رابطة مزدوجة بين ذرات الكربون عند التقاطع 2. ومع ذلك، فإن محاولات تصنيعها في شكلها الكامل باءت بالفشل لأن ظروف التفاعل كانت قاسية للغاية، كما يقول جارج.

في أحدث تجربة، عالج جارج وزملاؤه مركبًا أوليًا بمصدر الفلورايد للحث على "تفاعل إزالة" أكثر اعتدالًا يزيل مجموعات من الذرات من الجزيئات. وأدى ذلك إلى جزيء له الرابطة المزدوجة المميزة ABO. عندما أضاف الباحثون عوامل محاصرة مختلفة - مواد كيميائية تحبس الجزيئات غير المستقرة أثناء التفاعل - تمكنوا من إنتاج العديد من المركبات المعقدة التي يمكن عزلها. ويشير هذا إلى أنه يمكن استخدام تفاعلات أجسام ABO مع عوامل محاصرة مختلفة لتركيب جزيئات ثلاثية الأبعاد مفيدة لتصميم أدوية جديدة، كما يقول جارج.

وعلى النقيض من الألكينات النموذجية، فإن جزيئات ABO هي مركبات كيرالية - وهي جزيئات لا تتطابق تمامًا مع صورتها في المرآة. قام جارج وزملاؤه بتخليق والتقاط ABO المخصب بالإشعاع، مما يعني أنهم قاموا بتوليد زوج من الصور المرآة أكثر من الآخر. تشير هذه النتيجة إلى أنه يمكن استخدام ABOs كوحدات بناء غير تقليدية للمركبات المخصبة بالمضادات الحيوية، والتي تستخدم على نطاق واسع في المستحضرات الصيدلانية.

يقول تشوانج شوانج لي، الكيميائي في الجامعة الجنوبية للعلوم والتكنولوجيا في شنتشن، الصين، إن هذا النهج يمكن استخدامه لاستكشاف طرق اصطناعية مبتكرة لجزيئات أخرى صعبة، مثل عقار العلاج الكيميائي باكليتاكسيل (يتم تسويقه باسم تاكسول) - وهو جزيء معقد متعدد الحلقات يصعب إنتاجه في المختبر. يقول لي: "إنها طريقة قيّمة وموثوقة".

يقوم جارج وفريقه بالتحقيق في المزيد من التفاعلات مع الأجسام المضادة ABO واستكشاف كيفية تصنيع جزيئات أخرى ذات هياكل تبدو مستحيلة. يقول: "يمكننا أن نفكر بشكل أكثر إبداعًا قليلاً".

1. ماكديرموت، L. وآخرون. العلوم 386، eadq3519 (2024).

   شرط
   جوجل الباحث العلمي

2. تشان، تي إتش وماسودا، دي جي آم. الكيمياء. سوك 99 (1977).

   جوجل الباحث العلمي

تحميل المراجع