Зачем сегодня химики «кликают», и что для этого нужно?

N+1Наука

Клик — и готово. За что дали Нобелевскую премию по химии в 2022 году

Михаил Бойм при участии Александра Дубова, Полины Лосевой

«Рассказывают, что когда Шарплесс сформулировал идею клик-реакции, то в Институте Скриппса многие его не поняли и крутили у виска, — говорит в беседе с N + 1 Дмитрий Перекалин, заведующий лабораторией функциональных элементоорганических соединений в Институте элементоорганических соединений РАН, — и так много хороших реакций, чего ему еще надо?» Трое сегодняшних Нобелевских лауреатов по-разному отвечали для себя на этот вопрос. Барри Шарплесс стремился к тому, чтобы органикам было проще и удобнее работать, Каролин Бертоцци искала способ управлять клеточными мембранами, а Мортен Мельдаль и вовсе ничего такого не хотел, просто наткнулся на них случайно. Рассказываем, зачем сегодня химики «кликают» — и что для этого нужно.

Накликали

В 1893 году американский химик Артур Михаэль провел реакцию азид-алкинового циклоприсоединения. Это реакция между молекулами с азидной группой (из трех связанных друг с другом атомов азота) и алкинами (веществами с тройной связью углерод-углерод). В результате присоединения одной молекулы к другой получается триазол — циклический гетероцикл с тремя атомами азота из азида и двумя атомами углерода.

Схема азид-алкинового циклоприсоединения с образованием двух изомерных триазолов. The Royal Swedish Academy of Sciences

В то время никто бы не подумал, что за эту реакцию однажды кого-нибудь кто-нибудь чем-то наградит: Михаэль удостоверился, что идет она плохо, ничем интересным не отличается, да и пользы от нее никакой. После Михаэля эту же реакцию подробнее исследовал Рольф Хьюсген в середине XX века. И тоже заключил, что ничего интересного здесь не происходит: ну, нагрели, получили на выходе смесь изомеров.

С неожиданным в этой заурядной реакции столкнулся датский химик Мортен Мельдаль лишь полвека спустя, в 2001 году. Ученый занимался твердофазным синтезом пептидов, и ни о каком циклоприсоединении не думал. Но в какой-то момент во время экспериментов с пептидами азид-алкиновое циклоприсоединение внезапно пошло само. Мельдаль не растерялся, выделил продукт и стал разбираться, что произошло. Оказалось, что виноват был иодид меди: реакция циклоприсоединения в его присутствии проходит всего за несколько минут и выдает очень много триазола. Причем совершенно вне зависимости от того, какими функциональными группами напичканы участвующие в реакции пептидные цепи.

Свое открытие Мельдаль представил на конференции в Сан-Диего в 2001 году, а через год опубликовал о нем статью. Спустя всего три месяца после датчанина другую работу, в которой описывалась подобная каталитическая реакция, опубликовал американец Барри Шарплесс — к тому моменту уже получивший свою первую Нобелевскую премию за асимметрические реакции окисления.

Реакция циклоприсоединения, которую провел Барри Шарплесс. K. Barry Sharpless et al. / Angewandte Chemie International Edition, 2002

Кроме реакции азид-алкинового циклоприсоединения, Шарплесс нашел еще несколько реакций, которые шли так же легко и быстро, с высоким выходом и без образования побочных продуктов. Среди них оказались например, давно известные реакция Дильса-Альдера и присоединение к трехчленным насыщенным гетероциклам. Первая представляет собой присоединение алкена к диену с образованием шестичленного углеродного цикла с одной двойной связью. А во второй происходит атака электронной пары одного из исходников на трехчленный цикл другого, который раскрывается с образованием спирта или амина.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Великий фильтр: как землянам обойти закон, который обрекает все цивилизации на самоуничтожение? Великий фильтр: как землянам обойти закон, который обрекает все цивилизации на самоуничтожение?

Ученые предложили человечеству способ избежать гибели

Вокруг света
Зёрна в хлебе Зёрна в хлебе

В России с самых давних времён любили вкус ржаного хлеба

Наука и жизнь
7 простых способов сделать образ с курткой модным — самые стильные приемы осени 7 простых способов сделать образ с курткой модным — самые стильные приемы осени

Семь фэшн-хаков для холодной погоды

VOICE
Маленький театр Маленький театр

Ева Польна о любви к яркому, к себе, к живописи и мечте создать бренд одежды

OK!
Рыба в молоке тигра: особенности перуанской кухни Рыба в молоке тигра: особенности перуанской кухни

Как быстро приготовить сытное блюдо из картофеля и откуда в Перу молоко тигра?

СНОБ
«Откуда берутся дети?»: как говорить с ребенком на тему секса «Откуда берутся дети?»: как говорить с ребенком на тему секса

В каком возрасте преподнести ребенку информацию о том, как он появился

Psychologies
Грусть, ревность и тревога: как пережить разлуку и сохранить отношения на расстоянии Грусть, ревность и тревога: как пережить разлуку и сохранить отношения на расстоянии

Как пережить внезапную разлуку с партнером?

Forbes
8 самых распространенных заблуждений про кофе 8 самых распространенных заблуждений про кофе

Давай проверим, что ты знаешь про самую популярную зависимость современности!

Maxim
Коридор затмений предвещает беду: 5 главных мифов об астрономическом явлении Коридор затмений предвещает беду: 5 главных мифов об астрономическом явлении

Несет ли беду солнечное затмение?

Psychologies
Несчастливый образ жизни может состарить вас сильнее, чем курение и даже алкоголизм Несчастливый образ жизни может состарить вас сильнее, чем курение и даже алкоголизм

Как эмоциональное состояние влияет на биологический возраст

ТехИнсайдер
Спутник каждый день: реалистичны ли новые планы «Роскосмоса» Спутник каждый день: реалистичны ли новые планы «Роскосмоса»

Для производства спутника в день потребуется ломка всех принципов космопрома

Forbes
Бесконечное пианино: музыкальная история дома Пастернака в Переделкино. Эссе Ляли Кандауровой Бесконечное пианино: музыкальная история дома Пастернака в Переделкино. Эссе Ляли Кандауровой

«Ты можешь восстановить звуки? Партитуру звуков этого места»

Правила жизни
Почему в Москве болит голова? Объясняет врач-невролог Почему в Москве болит голова? Объясняет врач-невролог

Почему в мегаполисе так часто болит голова?

Psychologies
«Эта книга изменила историю нашей семьи»: как Томас Манн написал «нобелевский» роман «Эта книга изменила историю нашей семьи»: как Томас Манн написал «нобелевский» роман

Отрывок из биографии Томаса Манна, которую написал Колм Тойбин

Forbes
«Безумно ревную парня к порно»: что делать? «Безумно ревную парня к порно»: что делать?

Что делать, если вы испытываете ревность и считаете просмотр порно изменой?

Psychologies
«Странноватый диснеевский аттракцион»: как работает бизнес по компостированию человеческого тела после смерти «Странноватый диснеевский аттракцион»: как работает бизнес по компостированию человеческого тела после смерти

Новый способ проститься с умершими — платное «органическое разложение»

VC.RU
Чудовищный удар астероида, уничтожившего динозавров, вызвал разрушительное цунами с волнами километровой высоты Чудовищный удар астероида, уничтожившего динозавров, вызвал разрушительное цунами с волнами километровой высоты

Астероид, убивший динозавров, разрушил отложения в океанских бассейнах

ТехИнсайдер
Как ухаживают за собой королевы Азии: главные бьюти-секреты девушек Казахстана Как ухаживают за собой королевы Азии: главные бьюти-секреты девушек Казахстана

Как казахские женщины поддерживают свою красоту?

VOICE
«Наркомовские сто грамм»: как пили на фронте «Наркомовские сто грамм»: как пили на фронте

Воспоминания ветеранов о Великой Отечественной сильно разнятся

Maxim
Как самому выбрать гитару и не ошибиться? Подсказка Как самому выбрать гитару и не ошибиться? Подсказка

Гитара — сложное произведение искусства и науки. Что нужно знать перед покупкой?

ТехИнсайдер
Одна вокруг света: капибары, аллигаторы и кобры Одна вокруг света: капибары, аллигаторы и кобры

188-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: Бразилия

Forbes
9 книг о музыке, которые стоит прочитать каждому 9 книг о музыке, которые стоит прочитать каждому

Взгляд на музыку с точки зрения нейробиолога и исследование российской поп-сцены

Правила жизни
10 худших и самых редких суперкаров всех времён 10 худших и самых редких суперкаров всех времён

Представляем вам десятку редких суперкаров, которые являются одними из худших

ТехИнсайдер
Как естественным путем снизить высокий уровень сахара в крови Как естественным путем снизить высокий уровень сахара в крови

Уровень сахара можно контролировать с помощью изменения привычек

ТехИнсайдер
«Не могу уснуть»: 5 способов убаюкать беспокойный мозг — попробуйте на себе «Не могу уснуть»: 5 способов убаюкать беспокойный мозг — попробуйте на себе

Случалось ли вам полночи проворочаться в безуспешных попытках уснуть?

Psychologies
Лекарь-столетник или алоэ вера: как использовать гель растения для поддержания красоты и здоровья Лекарь-столетник или алоэ вера: как использовать гель растения для поддержания красоты и здоровья

Как пользоваться гелем алоэ

ТехИнсайдер
Как болят почки. Главные симптомы и отличия от боли в пояснице Как болят почки. Главные симптомы и отличия от боли в пояснице

Проблемы с почками могут быть вызваны заболеванием или повреждением этого органа

Лиза
Черная смерть отразилась на генофонде жителей норвежского Тронхейма Черная смерть отразилась на генофонде жителей норвежского Тронхейма

Как повлияла Черная смерть на генофонд жителей норвежского города Тронхейм

N+1
Древний бронированный червь подарил ученым подсказки о событиях, спровоцировавших Древний бронированный червь подарил ученым подсказки о событиях, спровоцировавших

Исследователи обнаружили предка брахиопод, мшанок и форонид

ТехИнсайдер
Вечная классика Вечная классика

9 культовых предметов мебели, которые будут в моде всегда

Лиза
Открыть в приложении