Химици постигнаха исторически успех, като успяха да стабилизират изключително реактивна молекула във вода. Постижението потвърждава 67-годишна теория за функционирането на витамин B1 и обещава по-чисти и ефективни методи за производство на фармацевтични продукти. Резултатите от проучването са публикувани в престижното списание Science Advances.
В центъра на откритието е карбенът – специфична форма на въглерода със само шест валентни електрона. При нормални условия въглеродните атоми са най-стабилни с осем електрона. Поради този дефицит карбените са силно нестабилни и реагират почти мигновено със заобикалящата ги среда. Досега се смяташе за невъзможно те да съществуват във водна среда, без да се разпаднат веднага.
От десетилетия учените предполагаха, че витамин B1 (тиамин) може за кратко да формира структура, подобна на карбен, за да задвижва жизненоважни биохимични реакции в клетките. Тази хипотеза е предложена още през 1958 г. от химика от Колумбийския университет Роналд Бреслоу. Поради екстремната нестабилност на молекулата обаче, до този момент никой не бе успявал да я наблюдава директно в подобни условия.
Екипът, воден от професор Винсент Лавало от UC Riverside, е разработил специална защитна молекулярна структура, която обгръща карбена. Лавало описва това като „брониран костюм“, който предпазва реактивния център от водните молекули. Благодарение на тази защита, учените са успели да изолират карбена в епруветка и да го наблюдават непокътнат в продължение на месеци, използвайки ядрено-магнитен резонанс и рентгенова кристалография.
Откритието има огромно значение за т.нар. „зелена химия“. В момента производството на много горива и лекарства разчита на катализатори, които изискват токсични органични разтворители. Възможността карбените да работят стабилно във вода – която е изобилна и нетоксична – може да направи химическата индустрия много по-екологична.
Според водещия автор на изследването Варун Равипролу, това постижение ни приближава до имитирането на сложните химични процеси, които протичат естествено в живите клетки. Успехът доказва, че с правилните защитни стратегии науката може да „улови“ и изследва и други реактивни междинни продукти, считани досега за невидими.
Как те кара да се чувстваш тази история?
Google News