پس از بیش از شش دهه تلاش ناموفق، شیمیدانان به پیشرفتی در مورد دسته‌ای از مولکول‌ها دست یافتند که مدت‌هاست برای جداسازی بسیار ناپایدار تلقی می‌شدند.
شیمیدانان موفق به جداسازی گروهی از مولکول‌ها شده‌اند که محققان بیش از ۶۰ سال برای به دام انداختن آن‌ها تلاش کرده‌اند. این ترکیبات که اکسوبوران‌ها نامیده می‌شوند، حاوی یک پیوند سه‌گانه غیرعادی بین بور و اکسیژن هستند؛ ترکیبی که مدت‌هاست برای جداسازی به شکل پایدار بسیار ناپایدار تلقی می‌شد.
محققان به رهبری پروفسور هولگر براونشوایگ در دانشگاه وورزبورگ اکنون روشی توسعه داده‌اند که منجر به تولید سه نوع اکسوبوران با پایداری قابل توجه می‌شود. این پژوهش که در مجله Nature Chemistry منتشر شده است، با حمایت از تحقیقات محاسباتی تیم پروفسور آشوینی کی. فوکان در دانشگاه تئزپور در هند انجام شده است.
واکنش غیرمنتظره مولکول‌های گریزپا را تولید می‌کند
این پیشرفت زمانی آغاز شد که دانشجویان دکتری دانشگاه وورزبورگ، لوکاس لوبچیک و کریستین مارکل، به طور مستقل ترکیبی به نام دی‌بوراکومولن را با کتون‌های مختلف، که مواد شیمیایی رایج در سنتز آلی هستند، واکنش دادند. به جای محصولات مورد انتظار، آن‌ها جامدات نارنجی یا زرد غیرمعمولی به دست آوردند. واکنش‌ها به طور غیرمنتظره اکسوبوران‌ها را به عنوان محصولات اصلی تولید کرده بودند.
«کشف این موضوع غافلگیری دلپذیری بود. هرگز فکر نمی‌کردم دی‌بوراکومولن به شکلی که واکنش داد عمل کند، چه رسد به واکنش با چندین سوبسترای ساده و متفاوت. و وقتی کریستین با ترکیب خود نزد من آمد، فهمیدم که به چیزی مهم دست یافته‌ایم»، به گفته لوکاس لوبچیک.
حل چالش ۶۰ ساله در شیمی
بور تمایل شدیدی دارد که از تشکیل پیوندهای سه‌گانه اجتناب کند، که این امر سنتز این مولکول‌ها را به ویژه دشوار می‌سازد. براونشوایگ بیش از ۱۵ سال صرف بررسی این نوع پیوند شیمیایی کرده است. تیم او در سال ۲۰۱۲ اولین مولکول حاوی پیوند سه‌گانه بور-بور را ایجاد کرد، سپس در سال ۲۰۲۵ اولین مولکول خنثی با پیوند سه‌گانه بور-کربن. اکسوبوران‌های آلی نماینده چالش باقی‌مانده در مورد پیوندهای سه‌گانه بین بور و سایر عناصر ردیف اول بلوک p جدول تناوبی بودند.
شیمیدانان حداقل از اوایل دهه ۱۹۶۰ در پی اکسوبوران‌ها بوده‌اند. اگرچه آزمایش‌های قبلی آن‌ها را در شرایط افراطی تشخیص داده یا به دام انداخته بودند، حضور آن‌ها را از واکنش‌های شیمیایی استنتاج کرده بودند، یا مشتقات مرتبطی تولید کرده بودند، اما محققان قادر به جداسازی نمونه‌های پایدار نبودند.
«تقریباً همه در این حوزه از اکسوبوران‌ها ناامید شده بودند، زیرا تصور می‌شد برای جداسازی بسیار ناپایدار باشند. بنابراین ما شوکه شدیم که دیدیم آن‌ها به طور خودبه‌خودی در این واکنش‌ها تشکیل می‌شوند و به اندازه کافی دوام می‌آورند تا بتوانیم آن‌ها را مطالعه کنیم»، اظهار داشت هولگر براونشوایگ.
تهیه موفقیت‌آمیز سه اکسوبوران نشان می‌دهد که رویکرد جدید ممکن است دسترسی به اعضای اضافی این خانواده مولکولی سخت‌سنتز را فراهم کند. محققان اکنون در حال بررسی این موضوع هستند که آیا این روش می‌تواند برای تولید سایر ترکیبات گریزپا شامل عناصر در سراسر جدول تناوبی گسترش یابد یا خیر.
مرجع: «سنتز و جداسازی اکسوبوران‌های پایدار» توسط لوکاس لوبچیک، کریستین مارکل، مودیت جین، سوراو کار، توماس کوپفر، رایان دی. دوهرست، آشوینی کی. فوکان و هولگر براونشوایگ، ۲۷ اکتبر ۲۰۲۶، Nature Chemistry.
DOI: 10.1038/s41557-026-02272-w
این پژوهش توسط بنیاد تحقیقات آلمان (DFG)، سازمان تبادل آکادمیک آلمان (DAAD) و وزارت علوم و فناوری (DST) هند تأمین مالی شد.