Безумная гипотеза 1958 года оказалась правдой: витамин B1 умеет больше, чем мы думали

67 лет назад химик Рональд Бреслоу выдвинул идею, которую его коллеги назвали безумной: он предположил, что витамин B1 может образовывать нестабильную молекулу — карбен — прямо в водной среде организма. Почти семь десятилетий эта теория оставалась гипотезой без прямых доказательств. До сегодняшнего дня.

Что произошло

Учёные из Калифорнийского университета в Риверсайде впервые в истории смогли стабилизировать карбен в воде — среде, в которой эта молекула, по всем правилам химии, должна мгновенно разрушаться. Это открытие не только подтвердило давнюю догадку Бреслоу, но и может перевернуть подход к производству лекарств и зелёной химии.

Что такое карбен — и почему это важно

Карбен — это "недостающий" атом углерода: вместо обычных восьми валентных электронов у него только шесть. Это делает его невероятно реакционноспособным и нестабильным. До недавнего времени считалось, что карбены живут миллисекунды — и только в контролируемых условиях.

Бреслоу же предполагал, что молекула витамина B1 (тиамина) может временно превращаться в карбен при участии в биохимических реакциях. Но вода разрушает такие молекулы моментально. Поэтому идею считали неосуществимой.

Как учёным удалось это сделать

Команда под руководством профессора химии Винсента Лавалло создала для карбена "броню" — защитную молекулу, которая изолирует его от воды и кислорода. Карбен, заключённый в эту защитную оболочку, не только не разрушился, но и сохранился в стабильном состоянии несколько месяцев!

Это позволило исследователям использовать сложные методы анализа — например, ядерно-магнитный резонанс и рентгеновскую кристаллографию — и впервые доказать существование водорастворимого карбена.

Зачем всё это нужно

Карбены играют ключевую роль в производстве лекарств, топлива и полимеров. Обычно они создаются в условиях, требующих токсичных органических растворителей. Новый подход позволяет проводить такие реакции… в обычной воде.

• Вода: дешёвая, безопасная, экологичная.
• Фармацевтика: может получить более чистые методы синтеза.
• Зелёные технологии: станут реально применимыми в лабораториях и на производствах.

"Если такие реактивные молекулы выживают в воде, мы ближе к воссозданию биохимии клеток в лабораторных условиях", — пояснил Лавалло.

А если проще

Это открытие подтверждает: даже самые безумные научные идеи могут оказаться правдой. И теперь, благодаря этому прорыву, химия может стать чище, безопаснее и ближе к естественным процессам, происходящим в нашем организме.

Уточнения

Витами́ны (от лат. vita "жизнь" + амин) — группа органических соединений разнообразной химической природы, объединённая по признаку их абсолютной необходимости для гетеротрофного организма в качестве составной части пищи (в общем случае — из окружающей среды).