《科学》杂志新研究打破百年化学规则。1924 年德国化学家布雷特提出布雷特规则，适用于桥连化合物分子，认为其桥头位置不可能存在碳 - 碳原子双键，因会使分子畸变不稳定，该规则长期被认可。烯烃常用于药物开发但受此规则限制。过去虽有研究尝试产生瞬态反布雷特烯烃（ABO），但因其不稳定易分解、反应条件苛刻，无法完整合成。新研究中，研究人员利用氟化物源处理前体分子启动温和反应产生 ABO，加入捕获剂成功获得可分离复杂化合物，表明 ABO 与捕获剂反应可合成 3D 分子，对新药设计有实用价值。此研究为里程碑式，研究团队正探索其他 ABO 反应及合成其他特殊结构分子，制药行业也在发展相关化学反应。新研究提醒化学家应跳出固有思维，将规则视为指导方针而非不可违背的铁律。

化学中充斥着各种各样的规则，但仔细观察就会发现，有些规则实际上是可以被打破的。在一项新发表于《科学》杂志的研究中，一组化学家就打破了一个已经约束了化学家长达百年之久的基本规则。

这个规则名为布雷特规则。研究人员制造出了违反这一规则的分子，并呼吁“是时候重写教科书了。”

布雷特规则

1924年，德国化学家布雷特（Julius Bredt）提出了一条适用于所有“桥连化合物”的分子的准则。这种分子是由两个共享原子的环构成的。根据布雷特的观察，在这些化合物的环相连在一起的位置，即所谓的“桥头”位置，不可能出现碳-碳原子双键。因为在这个位置结构上的双键，会迫使分子发生畸变，形成一个扭曲的3D形状，使其具有极高的不稳定性。

自那之后，这一被称为布雷特规则的准则便成为化学教科书中的重要内容，并得到了全球化学家的普遍认可。人们普遍相信，那些违反这条规则的分子，会因为极不稳定而无法存在。

然而，新的研究却推翻了这一观点，并展示了如何制造并使用违反布雷特规律的“反布雷特烯烃”（ABO）。

反布雷特烯烃

烯烃是一类常用于药物开发反应的化合物，这类分子包含至少一个碳-碳原子双键。根据布雷特规则，烯烃的所有原子都排列在一个平面上。这限制了科学家用这些分子制造合成分子的想象力，阻碍了它们在药物发现中的应用。

事实上，在过去的一个世纪里，一些化学家已经做出了许多努力来产生瞬态ABO。这些研究为ABO的存在提供了支持，但也表明ABO的确很不稳定且容易分解。换言之，先前的一些研究虽然表明了在桥头位置创造出碳-碳双键的ABO是可能的，但由于它们的反应条件十分苛刻，因此化学家们并不能成功地以完整的形式合成这样的化合物。ABO仍然被视为是难以获取的合成中间体。

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反布雷特烯烃模型。（图/Neil Garg/QRChem）

在新的研究中，研究人员利用氟化物源来处理前体分子——硅基（伪）卤化物分子，启动了较温和的能形成ABO的反应，由此产生了一个“传说中”的位于桥头位置的碳-碳原子双键的分子。

由于ABO是极度不稳定的，因此研究人员向这些ABO中加入了各种捕获剂，这些捕获剂能在不稳定分子发生反应时对它们进行“捕获”。如此一来，他们成功获得了几种可以被分离出来的复杂化合物。

这样的结果表明，ABO与不同的捕获剂的反应，可以用来合成3D分子，这对于新药设计具有很高的实用价值。

跳出固有思维

有化学家称，这是里程碑式的研究。现在，研究团队正在探索其他涉及ABO的反应，并正在研究如何合成其他看似不可能的结构的分子。制药行业也正在大力发展能产生像各种不同三维结构的化学反应，以发现新的药物分子。

新研究表明，与一百年来的传统观念相反，化学家是可以制造并使用ABO来制造其他分子的。新研究的作者指出，当我们认可了那些被认为无法违反的规则时，创造力就会被摧毁。因此，他们提出，化学家应当跳出固有思维模式，将这些规则视为一种指导方针，而不是不能违反的铁律。

#参考来源：

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