化学家合成了一种“不可能”分子！《科学》

化学家首次合成了一类先前认为过于不稳定而无法存在的分子，并利用它们生成了奇特的化合物。科学家们表示，这些臭名昭著的分子，即反布雷特烯（ABOs），为合成具有挑战性的药物候选物提供了一条新途径。

澳大利亚昆士兰州布里斯班昆士兰大学的化学家克雷格·威廉姆斯称这项工作是“一个里程碑式的贡献”。这项发现发表在《科学》杂志上。

含有碳的有机分子通常由于其原子之间的键合方式而呈现出特定的形状。例如，烯烃，也称为烷烃，常用于药物开发反应中的一种碳氢化合物，其两个碳原子之间有一个或多个双键，导致原子排列在一个平面上。

100年前的布雷特规则——由有机化学家朱利叶斯·布雷特于1924年提出——指出，在由两个共享原子的小分子构成的环状结构中，如某些类型的烷烃，两个碳原子间的双键不能出现在环连接处，即桥头位置。这是因为这样的键会使分子被迫进入一个扭曲、应力大的三维形状，使其高度反应性和不稳定，研究合著者、加利福尼亚大学洛杉矶分校的化学家尼尔·加尔格说。“尽管如此，100年后，人们仍然会说这些类型的结构是被禁止的或者太不稳定而无法制造，”他说。

尽管这一规则已经写入化学教科书，但它并没有阻止研究人员尝试打破它。先前的研究暗示，有可能创造出在桥头位置具有双碳-碳键的ABOs。但是加尔格表示，由于反应条件过于苛刻，尝试以完整形式合成它们的尝试都未成功。

捕捉剂

在最新的尝试中，加尔格及其同事使用一种氟化物源处理前体化合物，启动了一种更温和的“消除”反应，该反应从分子中移除基团原子。这产生了一个具有标志性ABOs双碳键的分子。当研究人员向这个3D ABO添加各种捕捉剂——捕获反应过程中不稳定分子的化学物质时——他们能够产生几种可以被分离的复杂化合物。这表明，通过与不同捕捉剂的反应，可以利用ABOs来合成对设计新药物有用的3D分子，加尔格说。

与典型的烯烃不同，ABOs是手性化合物——那些与其镜像不完全匹配的分子。加尔格及其同事合成并捕捉了一个对映异构富集的ABO，这意味着他们产生的一对镜像比另一对更多。这一发现表明，ABOs可以用作非常规的手性富集化合物的建筑块，这在制药中被广泛使用。

中国深圳南方科技大学的化学家李闯创说，这种方法可以用来探索其他具有挑战性的分子的创新合成路径，如化疗药物紫杉醇（以泰素销售）——这是一种难以在实验室中创建的复杂多环分子。“这是一个有价值且可靠的方法，”李说。

加尔格及其团队正在探索涉及ABOs的其他反应，并正在研究如何合成看似不可能的结构的其他分子。“我们可以稍微跳出思维框架一点，”他说。