Kimyada ezber bozan gelişme! Bilim insanları imkansızı başardı

ABD'nin önde gelen eğitim kurumlarından UCLA Üniversitesi'nde yürütülen bir araştırma, kimya dünyasında ezberleri bozdu. Yüz yıldır geçerli kabul edilen Bredt kuralının mutlak bir yasa olmadığı, istisnalarının bulunduğu bilimsel olarak kanıtlandı. Bu gelişme, kimya alanında yeni bir dönemin kapılarını aralarken, anti-Bredt olefinleri olarak bilinen ve bugüne dek imkansız gözüyle bakılan moleküllerin sentezlenebileceği ortaya çıktı. Bilim insanları, bu buluşun yalnızca kimya eğitimini değil, ilaç ve malzeme geliştirme süreçlerini de kökten değiştirebileceğine dikkat çekiyor.

Bredt kuralı nedir ve neden önemli?

Bredt kuralı, 1924 yılında Julius Bredt tarafından ortaya atılmış ve organik kimyada köprü başı olarak adlandırılan noktalarda çift bağların bulunamayacağını öne sürmüştü. Bu kural, özellikle iki halkanın birleşim noktasında çift bağın oluşmasının molekülü aşırı derecede bükerek kararsız hale getireceği savına dayanıyordu. Yüz yıl boyunca kimya ders kitaplarında temel bir bilgi olarak yer alan Bredt kuralı, öğrencilerden profesörlere kadar herkesin sorgulamadan kabul ettiği bir ilke haline gelmişti. Ancak UCLA'da kimya ve biyokimya profesörü Neil Garg ve ekibi, bu kuralın mutlak olmadığını gösterdi. Araştırmacılar, anti-Bredt olefinleri olarak adlandırılan ve var olamayacağı düşünülen molekülleri sentezlemeyi başardı. Bu gelişme, kimya alanında uzun süredir kabul gören bir dogmanın sorgulanmasına yol açtı ve Bredt kuralının yalnızca bir rehber niteliğinde olduğu gerçeğini gün yüzüne çıkardı.

Anti-Bredt olefinleri nasıl sentezlendi?

Neil Garg liderliğindeki UCLA ekibi, anti-Bredt olefinlerinin sentezlenmesi için stratejik bir yöntem geliştirdi. Bilim insanları, bu moleküllerin son derece kararsız ve kısa ömürlü olacağını bildikleri için doğrudan izole etmek yerine, kimyasal bir röle mekanizması kurdu. Florür iyonunun eklenmesiyle birlikte, molekülün ayrılma grubu dışarı atıldı ve köprü başında bugüne dek yasak kabul edilen bükülmüş bir çift bağ oluştu. Bu anti-Bredt olefini, çok kısa bir süre varlığını sürdürdükten sonra başka bir molekül tarafından hızla yakalandı ve kararlı bir ürüne dönüştü. Araştırmacılar, bu sürecin tıpkı sıcak kömürlerin üzerinden hızla geçmek gibi olduğunu belirtti. Molekülün varlığı doğrudan gözlemlenemese de, elde edilen nihai ürünler ve moleküler parmak izleri, arada anti-Bredt olefinlerinin oluştuğunu kesin olarak gösterdi. Bilgisayar simülasyonları ve laboratuvar deneyleri de bu bulguları destekledi. Böylece, Bredt kuralının istisnalarının olduğu ve anti-Bredt olefinlerinin sentezlenebileceği bilimsel olarak kanıtlanmış oldu.

Bredt kuralının çürütülmesinin kimya ve ilaç endüstrisine etkileri

Bredt kuralının mutlak bir yasa olmadığının ortaya çıkması, başta ilaç sektörü olmak üzere birçok alanda yeni fırsatların doğmasına yol açtı. İlaç moleküllerinin çoğu, vücutta bulunan karmaşık üç boyutlu yapılara uyum sağlamak zorunda. Ancak bugüne kadar kullanılan yöntemlerle elde edilen moleküller genellikle düz ve basit yapılara sahipti. Anti-Bredt olefinleri ise, belirgin üç boyutlu özellikler taşıyan yeni moleküler yapılar sunuyor. Bu da, ilaç endüstrisinin daha etkili ve özgün moleküller geliştirmesine olanak tanıyor. Neil Garg, "Gıda ve ilaç endüstrilerinde, üç boyutlu yapılar oluşturan kimyasal reaksiyonlara büyük bir ihtiyaç var. Bu tür yapılar, yeni ilaçların keşfinde önemli rol oynayabilir" ifadelerini kullandı. Ayrıca, malzeme bilimi ve elektronik alanlarında da anti-Bredt olefinlerinin kullanımıyla yeni nesil plastikler ve elektronik bileşenler geliştirilmesi hedefleniyor. Bredt kuralının çürütülmesi, kimya dünyasında yaratıcı düşüncenin ve yenilikçi yaklaşımların önünü açtı.