化學中充斥著各種各樣的規則，但仔細觀察就會發現，有些規則實際上是可以被打破的。在一項新發表於《科學》雜誌的研究中，一組化學家就打破了一個已經約束了化學家長達百年之久的基本規則。
這個規則名為佈雷特規則。研究人員製造出了違反這一規則的分子，並呼籲“是時候重寫教科書了。”
佈雷特規則
1924年，德國化學家佈雷特（Julius Bredt）提出了一條適用於所有“橋連化合物”的分子的準則。這種分子是由兩個共享原子的環構成的。根據佈雷特的觀察，在這些化合物的環相連在一起的位置，即所謂的“橋頭”位置，不可能出現碳-碳原子雙鍵。因為在這個位置結構上的雙鍵，會迫使分子發生畸變，形成一個扭曲的3D形狀，使其具有極高的不穩定性。
自那之後，這一被稱為佈雷特規則的準則便成為化學教科書中的重要內容，並得到了全球化學家的普遍認可。人們普遍相信，那些違反這條規則的分子，會因為極不穩定而無法存在。
然而，新的研究卻推翻了這一觀點，並展示瞭如何製造並使用違反佈雷特規律的“反佈雷特烯烴”（ABO）。
反佈雷特烯烴
烯烴是一類常用於藥物開發反應的化合物，這類分子包含至少一個碳-碳原子雙鍵。根據佈雷特規則，烯烴的所有原子都排列在一個平面上。這限制了科學家用這些分子製造合成分子的想象力，阻礙了它們在藥物發現中的應用。
事實上，在過去的一個世紀裡，一些化學家已經做出了許多努力來產生瞬態ABO。這些研究為ABO的存在提供了支援，但也表明ABO的確很不穩定且容易分解。換言之，先前的一些研究雖然表明了在橋頭位置創造出碳-碳雙鍵的ABO是可能的，但由於它們的反應條件十分苛刻，因此化學家們並不能成功地以完整的形式合成這樣的化合物。ABO仍然被視為是難以獲取的合成中間體。
反佈雷特烯烴模型。（圖/Neil Garg/QRChem）
在新的研究中，研究人員利用氟化物源來處理前體分子——矽基（偽）鹵化物分子，啟動了較溫和的能形成ABO的反應，由此產生了一個“傳說中”的位於橋頭位置的碳-碳原子雙鍵的分子。
由於ABO是極度不穩定的，因此研究人員向這些ABO中加入了各種捕獲劑，這些捕獲劑能在不穩定分子發生反應時對它們進行“捕獲”。如此一來，他們成功獲得了幾種可以被分離出來的複雜化合物。
這樣的結果表明，ABO與不同的捕獲劑的反應，可以用來合成3D分子，這對於新藥設計具有很高的實用價值。
跳出固有思維
有化學家稱，這是里程碑式的研究。現在，研究團隊正在探索其他涉及ABO的反應，並正在研究如何合成其他看似不可能的結構的分子。製藥行業也正在大力發展能產生像各種不同三維結構的化學反應，以發現新的藥物分子。
新研究表明，與一百年來的傳統觀念相反，化學家是可以製造並使用ABO來製造其他分子的。新研究的作者指出，當我們認可了那些被認為無法違反的規則時，創造力就會被摧毀。因此，他們提出，化學家應當跳出固有思維模式，將這些規則視為一種指導方針，而不是不能違反的鐵律。
#創作團隊：
編譯：小雨
排版：雯雯
#參考來源：
https://newsroom.ucla.edu/releases/chemists-broke-100-year-old-rule-time-to-rewrite-textbooks
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq3519
https://www.nature.com/articles/d41586-024-03538-4
#圖片來源：
封面圖&首圖：Neil Garg/QRChem
