Ahli kimia melanggar aturan berusia 100 tahun yang mungkin menulis ulang buku teks dan mengubah pengembangan obat

LOS ANGELES — Dalam penemuan yang menggemparkan dunia kimia, para ilmuwan UCLA telah membuktikan bahwa aturan dasar kimia organik – yang telah menghambat para peneliti selama 100 tahun – tidak bisa dipatahkan seperti yang diperkirakan semua orang. Terobosan ini dapat membuka jalan baru bagi pengembangan obat dan penelitian farmasi.

Aturan yang dimaksud, dikenal sebagai aturan Bredttelah menjadi Injil kimia sejak tahun 1924. Ini seperti memberi tahu para arsitek bahwa mereka tidak akan pernah bisa membangun jembatan jenis tertentu karena hukum fisika tidak mengizinkannya. Namun kini, para peneliti UCLA tidak hanya membangun jembatan yang “mustahil” tersebut – mereka juga telah menunjukkan kepada orang lain cara melakukannya.

“Orang-orang tidak mengeksplorasi olefin anti-Bredt karena mereka pikir mereka tidak bisa melakukannya,” kata Neil Garg, Profesor Kimia dan Biokimia Kenneth N. Trueblood dari UCLA, yang memimpin penelitian, dalam rilis media. “Kita seharusnya tidak memiliki peraturan seperti ini – atau jika kita memilikinya, peraturan tersebut seharusnya hanya ada dengan pengingat bahwa peraturan tersebut adalah pedoman, bukan peraturan. Ini menghancurkan kreativitas ketika kita memiliki aturan yang seharusnya tidak dapat diatasi.”

Untuk memahami mengapa hal ini penting, bayangkan molekul organik sebagai struktur 3D kecil, seperti molekul Lego. Struktur ini sering kali mengandung apa yang oleh ahli kimia disebut sebagai “ikatan ganda” antara atom karbon. Menurut aturan tradisional, ikatan rangkap ini harus terletak rata – seperti permukaan meja – dan tidak boleh berada pada posisi memutar tertentu di dalam molekul. Aturan Bredt secara khusus mengatakan bahwa Anda tidak dapat menempatkan ikatan rangkap ini pada titik persimpangan tertentu dalam struktur molekul yang lebih kompleks.

Namun, tim Garg menemukan cara mengatasi keterbatasan ini. Dengan menggunakan strategi kimia yang cerdas, mereka menciptakan struktur yang dianggap mustahil ini dengan mengolah molekul tertentu (disebut silil pseudohalida) dengan fluorida. Karena struktur “terlarang” ini sangat tidak stabil – bayangkan sebuah rumah kartu di tengah badai angin – tim juga mengembangkan cara untuk “menjebak” mereka, sehingga berguna untuk reaksi kimia lebih lanjut. Implikasinya bisa signifikan terhadap pengembangan obat.

“Ada dorongan besar dalam industri farmasi untuk mengembangkan reaksi kimia yang menghasilkan struktur tiga dimensi seperti kita karena dapat digunakan untuk menemukan obat-obatan baru,” jelas Garg.

Penelitian tersebut dipublikasikan di jurnal bergengsi Sainsadalah upaya tim yang melibatkan mahasiswa pascasarjana UCLA dan sarjana pascadoktoral Luca McDermott, Zachary Walters, Sarah French, Allison Clark, Jiaming Ding, dan Andrew Kelleghan, serta pakar kimia komputasi Ken Houk.

Penemuan ini menjadi pengingat yang kuat bahwa dalam sains, bahkan aturan paling tepercaya pun terkadang perlu ditinjau kembali. Bagaimanapun, seperti yang ditunjukkan oleh tim UCLA, terkadang pelanggaran aturan dapat menghasilkan penemuan terobosan.