27 октября в журнале Nature Chemistry вышло исследование учёных Вюрцбургского университета, работавших совместно с коллегами из индийского университета Тезпур. Им удалось впервые выделить три устойчивых оксоборана — соединения с необычайно прочной тройной связью между атомами бора и кислорода.

Чтобы понять значение открытия, вспомним школьную химию. Атомы соединяются друг с другом благодаря электронам. При одинарной ковалентной связи они образуют одну общую электронную пару, при двойной — две, при тройной — три. Казалось бы, ничего невозможного. Тройная связь между атомами азота существует в обычном атмосферном азоте.

Но бор — элемент с дефицитом электронов. Образование тройной связи с кислородом для него особенно сложно, а получающиеся молекулы чрезвычайно реакционноспособны.

С начала 1960-х годов химики пытались получить такие соединения. Их обнаруживали в газовой фазе, удерживали в специальных матрицах при экстремально низких температурах, предполагали существование по продуктам других реакций. Но выделить стабильные молекулы, которые можно было бы спокойно исследовать, не удавалось.

И вот исследователи Лукас Любчик и Кристиан Маркль независимо друг от друга проводили опыты с диборакумуленом и кетонами — веществами, широко применяемыми в органической химии. Вместо ожидаемых продуктов появились необычные жёлтые и оранжевые твёрдые вещества. Анализ показал: это и есть оксобораны.

Причём не просто короткоживущие частицы, которые необходимо немедленно обнаружить, пока они не исчезли. Учёным удалось получить кристаллические соединения, сохраняющие устойчивость при комнатной температуре.

Исследовательская группа профессора Хольгера Брауншвейга изучает необычные связи бора уже много лет. В 2012 году она сообщила о создании молекулы с тройной связью бор — бор, а в 2025г нейтрального соединения с тройной связью бор — углерод.

Теперь очередь дошла до кислорода. Для проверки полученных результатов исследователи использовали экспериментальные методы и квантово-химические расчёты. Последние выполнили в сотрудничестве с группой профессора Ашвини Пхукан из Индии.

В тот же день Nature Chemistry опубликовал независимую работу учёных из Китая и Сингапура, которые получили оксобораны другим способом — через реакцию, запускаемую монооксидом углерода.

Получилось замечательное научное совпадение: две исследовательские группы разными путями преодолели барьер, считавшийся почти непреодолимым более полувека.

Открытие пока не обещает новых лекарств, сверхпрочных материалов или промышленной революции. Это достижение фундаментальной химии. Однако теперь учёные могут изучать свойства целого класса соединений, которые прежде существовали преимущественно как труднодоступные объекты экспериментов. А значит, исследовать их реакции и искать новые способы управлять необычными химическими связями.

И всё же самое увлекательное в этой истории — не только химия.

Два аспиранта увидели в эксперименте нечто неожиданное и не отмахнулись от результата как от неудачи. Они заметили то, что не укладывалось в первоначальное представление о ходе реакции, и решили выяснить почему.

В науке случайное открытие редко бывает просто случайностью. Оно требует человека, способного распознать важный результат там, где его совсем не ожидали. Иногда для решения шестидесятилетней загадки нужно не только поставить правильный эксперимент, но и не пропустить неожиданное. Даже если всё начинается с маленького жёлтого кристалла.