لقد قام باحثون في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس بتوليف جزيئات على شكل قفص تتميز بروابط مزدوجة مشوهة بشكل غير عادي، مما يتحدى المبادئ الراسخة في الكيمياء العضوية. يبني هذا الاختراق على إلغائهم لقاعدة بريdt في عام 2024 وقد يؤثر على تصميم الأدوية المستقبلية. تظهر النتائج في مجلة Nature Chemistry.
لطالما وجهت الكيمياء العضوية قواعد تحدد كيفية ربط الذرات وتشكل الجزيئات. في عام 2024، تحدى فريق بقيادة كيميائية جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس نيل غارغ قاعدة بريdt، التي تحظر روابط الكربون-الكربون المزدوجة في رأس الجسر للجزيئات الثنائية الدراجية المعبرة. الآن، دفع مجموعة غارغ أبعد بإنشاء كيوبين وكوادريسايكلين، هياكل مدمجة تحتوي على روابط مزدوجة مضطرة إلى تشوهات ثلاثية الأبعاد بدلاً من الترتيب المسطح النموذجي. تظهر هذه الجزيئات ترتيبات روابط حول 1.5، بين الأحادية والمزدوجة، بسبب هندستها المشدودة. استخدم الباحثون، بما في ذلك الكيميائي الحاسوبي كين هوك، مقدمات تحتوي على مجموعات سيليل معالجة بأملاح الفلوريد لتوليد المركبات التفاعلية، والتي تم التقاطها بسرعة لتشكيل منتجات معقدة. على الرغم من عدم استقرارها للعزل، تؤكد الأدلة من التجارب والنمذجة وجودها العابر، المميز ببيراميدالية شديدة تُسمى «هايبربيراميدالايزد». قال غارغ: «منذ عقود، وجد الكيميائيون دعماً قوياً لأننا يجب أن نتمكن من صنع جزيئات ألكين مثل هذه، لكن لأننا ما زلنا معتادين جداً على التفكير في قواعد الكتب المدرسية حول الهيكل والربط والتفاعل في الكيمياء العضوية، تم تجنب جزيئات مثل الكيوبين والكوادريسايكلين». «لكن يتبين أن معظم هذه القواعد يجب معاملتها كإرشادات أكثر». أشار هوك: «لقد اكتشف مختبر نيل كيفية صنع هذه الجزيئات المشوهة بشكل لا يصدق، ويثير الكيميائيون العضويون حماساً لما يمكن فعله بهذه الهياكل الفريدة». يعالج العمل حاجة في الأدوية للهياكل الثلاثية الأبعاد الصلبة التي تتجاوز الهياكل المسطحة. شرح غارغ: «في هذه الأيام نبدأ في استنزاف إمكانيات الهياكل العادية الأكثر تسطيحاً، وهناك حاجة أكبر لصنع جزيئات ثلاثية الأبعاد صلبة غير عادية». ممول من قبل المعاهد الوطنية للصحة، شمل الدراسة باحثين ما بعد الدكتوراه وطلاب الدراسات العليا من مختبر غارغ.