Ключ к более эффективным лекарствам. Впервые за 80 лет химики решили фундаментальную проблему асимметричных молекул
Ключом к открытию стала работа с хиральными молекулами (Фото: pixabay)
Международная группа исследователей из Университета Сент-Эндрюс в сотрудничестве с коллегами из Университета Бата объявила о решении фундаментальной химической проблемы, которая оставалась неразгаданной более 80 лет.
Ученые нашли способ контролировать сверхсложный процесс, известный как [1,2]-перегруппировка Виттига, что открывает путь к созданию более безопасных и эффективных медицинских препаратов.
Ключом к открытию стала работа с хиральными молекулами. Такие молекулы являются асимметричными: они существуют в «правой» и «левой» формах, которые являются зеркальными отражениями друг друга, подобно человеческим ладоням. В фармацевтике это имеет критическое значение, ведь часто только одна форма молекулы обеспечивает лечебный эффект, тогда как ее зеркальный двойник может быть бесполезным или даже токсичным.
В течение десятилетий химики пытались использовать перегруппировку Виттига для создания молекул с конкретной хиральностью, однако результаты были непредсказуемыми. Считалось, что во время реакции контроль над структурой молекулы неизбежно теряется, что делало этот метод непригодным для современного производства лекарств. Используя сочетание лабораторных экспериментов и передовых квантово-химических расчетов, исследователи обнаружили, что реакция протекает гораздо сложнее, чем считалось ранее. Оказалось, что процесс состоит не из одного шага, а из каскада событий.
Сначала специальный катализатор направляет молекулу через этап, который устанавливает ее начальную хиральность. Важнейшим открытием стала ранее неизвестная «скрытая» перестановка атомов, которая происходит сразу после этого. Она не разрушает пространственную ориентацию молекулы, а наоборот — стабилизирует и сохраняет ее. Именно это недостающее звено головоломки объясняет неудачи ученых в течение предыдущих восьмидесяти лет. Ведущий автор исследования, профессор Эндрю Смит, отметил, что это открытие является фундаментальным сдвигом в понимании стереохимии, разгадав загадку 1940-х годов, ученые не только ответили на теоретический вопрос, но и значительно расширили возможности современного химического синтеза. Это доказывает, что даже классические научные теории могут скрывать механизмы, способные вызвать технологическую революцию в XXI веке.
