حققت مجموعة من الكيميائيين من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس طفرة علمية غير مسبوقة في مجال الكيمياء العضوية. ولأول مرة تمكنوا من كسر القاعدة الكيميائية لهذا القرن، وخلق فئة جديدة. تم الإعلان عن هذا الإنجاز غير المسبوق من خلال “الأوليفينات المضادة للبريديت”. مجلة العلوم عتيق
ولفهم ما فعله الباحثون، بقيادة نيل جارج، الأستاذ بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس، تخيلوا دراجة نارية تسير على جسر ضيق بين الجبال الوعرة. إذا كان الجسر ضيقًا جدًا، فإن محاولة تدوير دراجتك عند نقطة معينة على الجسر ستجعلها غير مستقرة وقد تسقط لعدم وجود مساحة كافية للدوران.
وفي هذا التشبيه يمثل الجسر الضيق الحلقة الصغيرة من المركبات الكيميائية (الجسر الدوري)، والانحناء الحاد الذي تحاول الدراجة النارية إحداثه يمثل الرابطة المزدوجة. وفقًا لقاعدة بريدت، لا يمكن تحديد موقع الرابطة المزدوجة عند “رأس الجسر” إذا كانت الحلقة صغيرة جدًا، لأنها قد تسبب الكثير من الضغط لزعزعة استقرار المركب الكيميائي، تمامًا كما تنقلب الدراجة عندما تحاول الدوران على جسر يمر عبره. ضيقة جدًا.
كيف كسرت قاعدة بريدت؟
رأس الجسر هو مصطلح يستخدم في الكيمياء العضوية لتعيين موضع الالتقاء أو الارتباط بين حلقتين من الجزيء، حيث ترتبطان بالذرات أو مجموعات أخرى من البنية ثلاثية الأبعاد للجزيء.
وفقًا لقاعدة بريدت التي صاغها العالم الألماني يوليوس بريدت عام 1924، فإنه من الصعب جدًا أو من المستحيل تكوين رابطة مزدوجة بين ذرتي الكربون في رأس الجسر بسبب الاضطراب الناتج عن هذا الترتيب الهيكلي، مما يجعل الجزيء غير مستقر للغاية . ويزيد من احتمالية تحلله أو تفاعله بسرعة مع المواد الأخرى.
لمدة قرن من الزمان، وقفت هذه القاعدة في طريق إنتاج جزيئات معقدة، لكن فريق الدكتور جارج تمكن من كسرها وإنتاج ما يسميه “الأوليفينات المضادة للبريديت”.
تحتوي الجزيئات على رابطة مزدوجة واحدة على الأقل تربط ذرتين من ذرات الكربون، تقع كل منهما في نفس المستوى ثنائي الأبعاد في حلقتين من الذرات.
وقال جارج في حديث للجزيرة نت “في بداية مشروعنا كان التحدي الرئيسي هو إيجاد مادة أولية يمكن استخدامها لإنتاج الأوليفينات المضادة للبريديت تحت ظروف تفاعل معتدلة”.
ويوضح ما يلي: الاكتشاف الرئيسي الذي توصلنا إليه هو اكتشاف أن نوعاً من المركبات الكيميائية يسمى “هاليدات السيليل” كان بادئاً فعالاً لهذا التفاعل ولتحويله إلى جزيئات جديدة (أولفينات).
وأضاف أن “المادة الأولية المستخدمة في هذه التجربة تسمح بتكوين أوليفينات مضادة للبريديت مشوهة هندسيا (أي أن هناك دورية في شكلها تجعلها غير مستقرة إلى حد كبير)، ويحدث هذا التشوه الهندسي. قوة الروابط بين السيليكون والفلور التي تتشكل أثناء التفاعل، وهذه القوة هي التي تحرك التفاعل وتساعد في تكوين المركب المطلوب.
كان أحد التحديات الرئيسية التي واجهها جارج هو التعامل مع التفاعلية العالية للأوليفينات ضد البريديت، حيث كانت هذه الجزيئات شديدة التفاعل ولا يمكن اكتشافها مباشرة.
لقد شرعنا في استخدام ما يسمى بـ “عوامل الاصطياد”، وهي جزيئات يمكنها التفاعل بسرعة مع الأوليفينات المضادة للبريديت لتكوين مركبات أكثر استقرارًا، وقد ساعد هذا التفاعل السريع بين الجزيئات الفريق على إثبات وجود هذه الجزيئات شديدة التفاعل. يقول جارج.
آفاق جديدة في تصميم الأدوية
ولا يقتصر هذا الاكتشاف الذي توصل إليه الباحثون على الجانب النظري فحسب، بل يفتح الباب أمام استخدام “أولفينات مضادة لبريدت” في تصميم أدوية جديدة.
ومن التطبيقات الرئيسية التي ذكرها الدكتور جارج في تصريحه للجزيرة نت “تصنيع هياكل معقدة ثلاثية الأبعاد، وهي ضرورية في تطوير الأدوية الحديثة بسبب طريقة تفاعلها مع البروتينات المستهدفة في الجسم. ”
يقول جارج: “من الصعب الآن تحديد مدى الثورة التي ستحدث في تصميم الأدوية الجديدة، لكننا نأمل أن تفتح هذه الجزيئات الطريق لاختبار فرضيات جديدة في هذا المجال”.
استجابة لهذا الاكتشاف، يقوم فريق جارج بتوسيع أبحاثه للنظر في جزيئات أخرى ذات هياكل غير تقليدية تبدو مستحيلة التشكيل.
ويقول: “نحن مهتمون بدراسة جزيئات أخرى ذات أشكال هندسية غير عادية، بما في ذلك تلك التي كان من المستحيل تصنيعها حتى الآن”.
ويشير إلى فائدة أخرى مرتبطة بـ “الكيمياء الخضراء”. وعلى الرغم من أن هذا الاكتشاف قد يكون له تأثير مباشر على هذا الاتجاه الجديد للكيمياء اليوم، إلا أن جارج يعتقد أن هذه الجزيئات ستساعد في تبسيط عمليات تصنيع الأدوية في المستقبل، مما يقلل. ويلخص ضرورة استخدام المواد الكيميائية الضارة والخطوات اللازمة في عمليات التصنيع.
