Ученые впервые смогли стабилизировать в воде чрезвычайно реакционноспособную молекулу — карбен, что ранее считалось невозможным. Этот прорыв не только подтверждает теорию о витамине B1, выдвинутую в 1958 году, но и открывает перспективы для более экологичного производства лекарств и химических веществ, пишет ScienceDaily.
Карбены — это формы углерода с шестью валентными электронами, которые в обычных условиях крайне нестабильны и мгновенно реагируют с окружающей средой. В воде такие молекулы разрушаются практически сразу. Долгое время ученые предполагали, что витамин B1 (тиамин) в клетках может временно принимать карбеноподобную структуру для запуска важных биохимических реакций, но доказать это не удавалось.
Исследовательская группа под руководством профессора Винсента Лавалло из Калифорнийского университета в Риверсайде создала и выделила стабильный карбен, который сохраняет свою структуру в воде на протяжении нескольких месяцев. Для этого ученые разработали специальную защитную молекулярную структуру, которую Лавалло сравнил с «бронекостюмом» для реакционного центра.
«Это первый случай, когда удалось наблюдать стабильный карбен в воде. Люди считали это безумной идеей. Но, как оказалось, Бреслоу был прав», — отмечает Лавалло.
Рональд Бреслоу еще в 1958 году предположил, что витамин B1 может превращаться в карбен для осуществления ключевых биохимических реакций. Его идея оказала большое влияние на биохимию, но оставалась недоказанной из-за нестабильности карбенов. Теперь работа Лавалло и его коллег стала прямым подтверждением этой теории.
Стабилизация карбенов в воде может революционизировать химическую промышленность. Карбены широко используются как лиганды в катализаторах для синтеза лекарств и других важных веществ. Обычно такие процессы требуют токсичных органических растворителей, но открытие американских химиков позволяет проводить реакции в воде — безопасном и доступном растворителе.
«Вода — идеальный растворитель: она доступна в больших количествах, нетоксична и экологически безопасна. Если нам удастся заставить эти мощные катализаторы работать в воде, это станет большим шагом к более экологичной химии», — подчеркивает первый автор исследования Варун Равипролу.
Помимо подтверждения исторической гипотезы, открытие приближает ученых к воспроизведению сложных химических процессов, происходящих в живых клетках. Разработанные защитные стратегии могут помочь исследовать и другие ранее недоступные промежуточные соединения. По словам авторов работы, этот успех — напоминание о том, что даже самые смелые научные идеи со временем могут стать реальностью, если не прекращать поиски и инвестиции в науку.
Тем временем в России разработали «умный» анализ бактериальных биопленок.
Источник: hi-tech.mail.ru