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

Нас восемь миллиардов! Стоит ли бояться, что ресурсов планеты на всех не хватит? Нас восемь миллиардов! Стоит ли бояться, что ресурсов планеты на всех не хватит?

Ждет ли нас всех голод?

Psychologies
5 модных ошибок, которые старят женщин после 40 лет: мнение стилиста 5 модных ошибок, которые старят женщин после 40 лет: мнение стилиста

Ты можешь думать, что твои вещи великолепны и прекрасно дополняют друг друга

VOICE
Без промаха Без промаха

Как избежать досадных ошибок при ремонте

Добрые советы
5 книг, которые помогут заботиться о своем здоровье 5 книг, которые помогут заботиться о своем здоровье

Не поддаемся панике и надеваем маску сначала на себя

Maxim
«Что пошло не так?» История матери, которая все делала по правилам «Что пошло не так?» История матери, которая все делала по правилам

Что будет, если воспитать ребенка по всем правилам?

СНОБ
Физически сильные мира сего Физически сильные мира сего

Возможен ли баланс спорта, жизни и работы на руководящей должности?

Men Today
Как прогрессирует деменция: 4 стадии Как прогрессирует деменция: 4 стадии

Как проявляются разные стадии деменции и как выявить ее приближение

Psychologies
ОСАГО изменилось с 1 октября: что важно знать всем водителям ОСАГО изменилось с 1 октября: что важно знать всем водителям

Схемы для выплат по ОСАГО изменили после распоряжения ЦБ

РБК
Большая перемена: зачем девелоперская группа «А101» занялась педагогическим дизайном Большая перемена: зачем девелоперская группа «А101» занялась педагогическим дизайном

Любой новый район Москвы должен быть обеспечен социальной инфраструктурой

Forbes
5 лучших экранизаций произведений Оскара Уайльда 5 лучших экранизаций произведений Оскара Уайльда

Самые удачные экранизации пьес и повестей Оскара Уайльда

СНОБ
С заботой о сердце С заботой о сердце

Программа минимум, которая поможет сохранить сердце здоровым

Добрые советы
Что такое спирулина: все о популярной добавке Что такое спирулина: все о популярной добавке

Спирулина — оказывает ли сине-зеленая водоросль какое-то влияние на здоровье?

ТехИнсайдер
Расхламление друзей: как «чистить» круг общения и чем это полезно Расхламление друзей: как «чистить» круг общения и чем это полезно

Как провести ревизию круга общения

Psychologies
Третий возраст: как отели встречают пожилых постояльцев Третий возраст: как отели встречают пожилых постояльцев

Курьезные случаи из истории отеля, связанные с размещением особенных гостей

Правила жизни
6 шагов: программа-минимум по уходу за лицом вечером для женщин старше 40 6 шагов: программа-минимум по уходу за лицом вечером для женщин старше 40

Существует один общий и одобренный экспертами пошаговый метод ухода за кожей

VOICE
Кушать подано! Кушать подано!

Чем же побаловать себя в разных регионах России?

Добрые советы
Как живут интроверты с социофобией: 15 искренних высказываний Как живут интроверты с социофобией: 15 искренних высказываний

Что чувствуют и думают те, кто страдает социофобией?

Psychologies
Окситоцин помог рыбам залечить раны на сердце Окситоцин помог рыбам залечить раны на сердце

Окситоцин заставил клетки эпикарда делиться и замещать мышечные

N+1
Черные дыры извергают потоки вещества со сверхсветовой скоростью Черные дыры извергают потоки вещества со сверхсветовой скоростью

Почему потоки веществ из черных дыр достигают такой колоссальной скорости?

ТехИнсайдер
«Я больше тебя не люблю»: 4 правила расставания «Я больше тебя не люблю»: 4 правила расставания

Рекомендации, которые помогут смягчить удар и расстаться достойно

Psychologies
Кино Кино

Подробный гид по азиатскому кинематографу

Правила жизни
Как разные жанры кино влияют на работу мозга Как разные жанры кино влияют на работу мозга

Любители фильмов ужасов должны реже болеть

Maxim
«Грустный, но полезный опыт»: как Лера Шулюмова открыла четыре ресторана в Москве «Грустный, но полезный опыт»: как Лера Шулюмова открыла четыре ресторана в Москве

Как исполнение мечты о собственном ресторане привело Леру Шулюмову в суд

Forbes
Омега: как удержать баланс Омега: как удержать баланс

Почему дисбаланс полиненасыщенных кислот может привести к проблемам?

Здоровье
Вера Майорова-Земская: «Учитесь у нее, как надо играть», — говорил Пырьев на съемочной площадке Вера Майорова-Земская: «Учитесь у нее, как надо играть», — говорил Пырьев на съемочной площадке

Актриса Театра на Бронной Вера Майорова-Земская — уникальный свидетель эпохи

Коллекция. Караван историй
Три правила завтрака, которые помогут вам чувствовать себя бодрым и улучшат внимательность Три правила завтрака, которые помогут вам чувствовать себя бодрым и улучшат внимательность

Начинать свой день нужно с правильных продуктов.

ТехИнсайдер
6 мифов об ангине 6 мифов об ангине

Ангина опасна своими осложнениями – от заболевания почек до ревматизма

Лиза
Как модно одеваться этой осенью — 8 стильных и простых образов на разную погоду Как модно одеваться этой осенью — 8 стильных и простых образов на разную погоду

8 классных идей для осенних look'ов

VOICE
7 лайфхаков, как смотреть на жизнь с юмором 7 лайфхаков, как смотреть на жизнь с юмором

Небольшой гид по позитивному отношению к жизни

Maxim
12 лучших хоррор-фильмов с черным юмором 12 лучших хоррор-фильмов с черным юмором

То ли фильмы ужасов, то ли чистой воды кинокомедии

Maxim
Открыть в приложении