前沿时刻2024年11月13日发布:化学家在分子中创造了“不可能”的键，打破了100年的规则

碳是一种群居的小原子，在统称为有机化学的过程中，它与各种各样的元素相互联系。如果没有碳的连接能力，生命本身是不可能存在的。

然而，即使是这个友好的家伙也有其局限性。以布雷特规则为例，该规则指出，稳定的双通道连接，即共价双键，不会与碰巧在“双环”分子上形成的任何V形桥相邻形成。

现在，来自加州大学洛杉矶分校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。这鼓励了未来的药物研究去探索我们认为不可能存在的分子的用途。

这似乎是一个相当晦涩的有机城镇规划的附则，但自从德国化学家朱利叶斯·布雷特在他1924年的论文中提出双键的不可能性以来，只有少数成功的实验似乎证明了他的错误。

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有机化学并没有那么不同 —— 有些连接允许一定程度的扭曲和转动，但其他连接则固执地要求现有的计划在点击到位之前完全笔直。

以一个组装好的双环分子为例，它最简单的形式是降冰片烯，看起来就像数字钟面上的数字8。

可以在分子中心插入一个碳原子来交叉中间的键，从而形成一个被称为桥头堡的峰。与此同时，分子的其余部分被拉到一个新的排列中，防止数字8平躺在它的背上。

现在想在桥头堡两端的一个碳上加第二个连接来形成一个有机双键，也就是烯烃吗？

布雷特会说对不起，你运气不好。

加州大学洛杉矶分校的化学家尼尔·加格是反布雷特小组的成员。他说去吧。

“人们不去探索反布雷特烯烃，因为他们认为他们做不到，”加格说。

“我们不应该有这样的规定 —— 或者，如果我们有这样的规定，它们应该只是在不断提醒人们它们是指导方针，而不是规则的情况下存在。当我们制定了被认为无法克服的规则时，创造力就会被摧毁。”

加格和他的团队从一种理论方法开始，在使用有机化学家Shu Kobayashi开发的系统化方法来计划一套合适的前体化合物和促进双键形成的途径之前，发展了对几种不同类型的双环的反布雷特键排列的理解。

这个成功的计划将硅基（伪）卤化物前体与另一种含氟分子结合在一起，并选择其他化学物质来稳定键并允许产品被筛选出来。

在化学中打破规则不仅仅是一种叛逆行为（尽管化学家是一群叛逆的人）。这是一项努力，旨在开发新的方法来生产曾经被认为是禁区的化合物，扩大可能被证明有用的合成化合物的范围。

加格说：“制药行业正在大力推动化学反应的发展，以产生像我们这样的三维结构，因为它们可以用来发现新的药物。”

“这项研究表明，与一百年来的传统观念相反，化学家可以制造和使用抗布雷特烯烃来制造增值产品。”

这项研究发表在《科学》杂志上。

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