1958年のビタミンB1理論は、科学者によって最終的に証明されました

何年もの間、化学クラスの1つの規則は単純に思えました。ビタミンB1のような特定の高エネルギー炭素種は、水中で崩壊します。そのため、地球上で最も一般的な溶媒ではなく、特殊な有機溶媒で多くの反応が起こるのです。 新しい研究では、そのルールに亀裂があります。反応性炭素種は、直接観察され、明確に記述されるほど十分に長く水に持続できることを示しています。 水は一般的で、安全で、安価で、人生の中心です。反応性炭素化学が水中で走ることができる場合、一部の酵素が細胞内でどのように機能するか、産業が有用な分子を作るためのよりきれいな経路をより明確に把握します。ビタミンB1の議論は1958年に始まりました1958年に、大胆なアイデアは、ビタミンB1が細胞内に短命のカルベン様種を形成できることを示唆しました。 この概念は、水がカルベンをほとんど即座に破壊するという古い見解と衝突しました。ツールが改善され、化学者が直接的な証拠を検索したため、議論は何十年も煮詰めました。その証明は、液体水に持続するのに十分なほど反応性中心を保護するメイドの測定分子で到着しました。 チームはそれを提案するだけではありませんでした。彼らはそれを生成し、ケースを解決する測定値でそれを文書化しました。「誰もが水中で安定したカルベンを観察することができたのはこれが初めてです」と、化学の教授であるVincent Lavalloは言いました UCリバーサイド そして、論文の対応する著者。 「人々はこれがクレイジーなアイデアだと思った。しかし、結局のところ、ブレスローは正しかった。」水、カルベン、および合併症カルベン 結合用の2つのオープンスポットを備えた炭素原子です。炭素は通常、電子の完全なセットを好みます。 通常よりも電子が少ないと、すぐに反応性が高くなります。その反応性は、債券を効率的に再配置できるため、多くのラボおよび産業の反応で有用です。水分子は、電子に飢えた種とすぐに反応します。ほとんどのカルベンにとって、それはあなたが研究したい反応の速い終わりを意味します。 それが、多くの化学者が長い間、カルベンが細胞のような水っぽい環境で役割を果たすことができないと長い間信じていた核となる理由です。彼らがそれを証明した方法研究者は、カルベンを水による攻撃を妨げるかさばるグループでそれを取り囲むことによって保護しました。反応性炭素の近くのスペースを混雑させることにより、彼らは炭素センターを活性に保ちながら、望まない副反応を減らしました。彼らは水中でカルベンを生成し、その署名を使用してキャプチャしました 核磁気共鳴（NMR） 分光法。その実験は、明確な溶液相指紋を与えました。 次に、空間内の原子の位置を固定する単結晶X線構造を取得しました。一緒に、これらのツールは結果を「可能性が高い」から「特定」に移動しました。ビタミンB1接続ビタミンB1、とも呼ばれます チアミン、体内の活性補因子になります。その形では、酵素が代謝中に炭素炭素結合を破壊して形成するのに役立ちます。 1958年の提案は、適切な条件下で、カルベンのような状態がこれらの絆の変化を支援するのに十分な長さで形成されることを示唆しました。 長年にわたり、化学者は「」などの間接的なサポートを集めました。Breslow中級しかし、批評家は、実際のカルベンは水中に存在できないと主張することができました。 この作業は、真のカルベンが正しく設計されたときに水の中で持続できることを示すことにより、その障害を除去します。クリーナー化学の影響「水は理想的な溶媒です。それは豊富で、毒性がなく、環境に優しいです」と、UCRの大学院生として研究を完了し、現在UCLAのポスドク研究者である第一著者のVarun Raviprolu氏は述べています。 「これらの強力な触媒を水中で動作させることができれば、それはより環境に優しい化学への大きな一歩です。」化学製造の大部分は、火災と健康の危険をもたらす有機溶媒に依存しています。 より多くのカルベン化学が水中で走ることができれば、一部の薬や材料の生産ラインはより安全で管理しやすくなる可能性があります。水はすべての溶媒を置き換えるわけではありませんが、部分的なシフトでさえも役立ちます。ビタミンB1は最初のステップにすぎません「このように、私たちが隔離することができなかった他の反応性中間体があります」とラバロは言いました。 「私たちのような保護戦略を使用して、私たちは最終的にそれらを見て、彼らから学ぶことができるかもしれません。」その見通しが重要です。多くの有用な反応は、私たちがこの行為でめったに捕まえることができない短命種に依存しています。より賢い保護とより鋭いツールにより、これらの種の多くは理論から明確な証拠に移行できます。Vincent Lavalloは次のように述べています。「わずか30年前、人々はこれらの分子を作ることさえできないと考えました」と彼は言いました。 「今、私たちはそれらを水で瓶詰めすることができます。ブレスローが何年も前に言ったこと - 彼は正しかった。」科学はしばしばこのように機能します。ツールが存在する前にアイデアが届きます。時間が経つにつれて、方法は改善され、設計は改善されます。正しい実験が最終的に着地すると、フィールドは議論から結果に移ります。なぜこの問題があるのですか？この発見は、カメラ上の生きた細胞の中にカルベンを形成するビタミンB1を示すとは主張していません。水が自動的にカルベン化学を除外しないことを示しています。 結果は、ビタミンB1に関する古典的な提案と一致し、重要な異議を取り除き、私たちが持っている最も安全な溶媒で強力な反応を実行する方法をきれいに指します。 優れた分子設計により、カルベンは水に耐えることができ、それでもその仕事をします。それは、1958年の化学的に現実的なものになり、チアミン依存性の酵素がどのように彼らの研究を遂行するかについての現代的な見解を強化します。「私たちはこれらの反応性分子を作って、歴史的理論を追いかけるのではなく、化学を探求していました。しかし、私たちの仕事は、ブレスローが何年も前に提案したものを正確に確認することになりました」とラビプロルは結論付けました。これは、実用的な利点を備えた慎重な化学的な部分であり、適切な証拠が到着するまでに良いアイデアが長い間待つことができることを思い出させます。完全な研究はジャーナルに掲載されました 科学の進歩。- -Eric RallsとEarth.comから提供された無料のアプリであるEarthSnapで私たちをチェックしてください。- - #1958年のビタミンB1理論は科学者によって最終的に証明されました