100 éves szabályt rúgtak fel kutatók, a feje tetejére állhat a kémia

A kémikusok 100 évig úgy vélték, hogy bizonyos körülmények között szinte lehetetlen kettős kötéseket létrehozni a szerves kémiában. Ez az úgynevezett Bredt-szabály, amely megfigyelésekre épült, majd széles körben elterjedt.

Azonban új kutatások szerint a szabály nem teljesen igaz, ami arra ösztönzi a kémikusokat, hogy olyan molekulák után kutassanak, amelyeket eddig lehetetlennek tartottak.

A szén rendkívül sokoldalú elem, a legtöbb ismert molekula tartalmazza. Mivel az emberi test is főként szénatomokból felépülő molekulákból áll, különösen fontos számunkra, hogy megértsük, milyen szerkezetek kialakítására képes. Ezt tanulmányozza a szerves kémia.

A szén molekulák közötti rugalmasságát az adja, hogy négy kötést képes létrehozni, akár egyszeres, kétszeres vagy háromszoros kötéssel.

Julius Bredt azonban korábban kimutatta, hogy létezik egy korlátozás, mégpedig ha egy molekulában két, szénatomokból álló gyűrű található, amelyeket egy híd köt össze őket, akkor a híd végén nem alakulhat ki kettős kötés. Most azonban az Kaliforniai Egyetem kémikusai bizonyították, hogy mégis lehetséges, írja az IFLScience.

Megdőlt a modern kémia egyik szabálya

Illusztráció. Kiemelt kép: depositphotos.com

Bredt arra alapozta feltevését, hogy ilyen körülmények között nem találkozott kettős kötéssel. Az elmélet szerint az ilyen kötés eltorzítaná a molekula szerkezetét, és ezért instabil lenne.

Azóta a szabályt már két alkalommal is módosították. Nagyobb gyűrűk esetén elfogadják a kettős kötéseket, kisebb gyűrűknél pedig csak olyan esetben tartják érvényesnek, ha stabil molekuláról van szó. Ebben a formában az International Union of Pure and Applied Chemistry, vagyis a Nemzetközi Elméleti és Alkalmazott Kémiai Szövetség is elismeri a szabályt.

Neil Garg professzor csapata most olyan molekulákat talált, amelyek megszegik ezt a szabályt. Ezeket „anti-Bredt alkéneknek” (ABO-k) nevezik, és úgy vélik, hogy nem ez az egyetlen csoport, ugyanis már több típust is sikerült azonosítaniuk.

Az ABO-kat úgy állították elő, hogy szilil (ál)halogenideket fluoriddal reagáltattak. Az így keletkezett ABO-k kezdetben instabilak voltak, ami arra utal, hogy a szabály nem teljesen téves, de a kutatók azonban speciális kémiai közegeket alkalmaztak, hogy stabilizálják őket, lehetővé téve az elemzést és a lehetséges felhasználást.

Indulhat a keresés?

A tudományos világban, mint sok más területen, mindig vannak olyanok, akik a „lehetetlent” szeretnék elérni. Azonban sokan elfogadták a módosított Bredt-szabályt, és nem kerestek tovább ilyen molekulákat.

Garg professzor szerint „az emberek azért nem keresik az anti-Bredt alkének lehetőségét, mert azt hiszik, hogy nem létezhetnek”. Szerinte nem azért hanyagolták el az ABO-kat, mert haszontalannak tartották volna őket.

„A gyógyszeriparban nagy az igény olyan kémiai reakciók kifejlesztésére, amelyek háromdimenziós szerkezeteket hoznak létre, mint amilyenek a mi molekuláink is. Ez a kutatás megmutatja, hogy a százéves tudományos vélekedéssel szemben az anti-Bredt alkének igenis létrehozhatók, és hasznos termékek előállítására használhatók.”

Az ilyen felfedezések azt a kérdést is felvetik, vajon hányszor lehetnek a tankönyvekben szereplő „szabályok” tévesek. Garg professzor szerint az a probléma, hogy a megfigyelésre épülő szabályokat sokszor alapvető törvényekként kezelik.

„Nem szabadna ilyen szabályokhoz ragaszkodnunk, vagy ha vannak is, állandóan emlékeztetni kellene magunkat, hogy ezek csak irányelvek, nem kőbe vésett törvények. Az ilyen szabályok korlátozzák a kreativitást, és megakadályozzák az új felfedezéseket.”

Érdemes elolvasni:

• Ilyen hangja van a Föld mágneses pólusváltásának
• Világelsőként termesztettek növényeket holdtalajban magyar kutatók
• Hatalmas óceán lehet az Uránusz apró holdjának felszíne alatt