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
Защита Балабанова Защита Балабанова

Главный российский режиссер глазами Любови Аркус

Weekend
Как создать группу поддержки самостоятельно Как создать группу поддержки самостоятельно

Как организовать группу поддержки и где этому научиться

Psychologies
Мальчик и велосипед: невероятная история про умение прощать, или Второй шанс Мальчик и велосипед: невероятная история про умение прощать, или Второй шанс

Нередко общество готово осудить человека, особенно подростка за проступок

Psychologies
От кубиков льда до перекиси водорода. 10 мифов по уходу за кожей, которые пора развенчать От кубиков льда до перекиси водорода. 10 мифов по уходу за кожей, которые пора развенчать

10 пунктов ухода за кожей, которые ты, скорее всего, делаешь неправильно

Лиза
Ягодные россыпи Ягодные россыпи

Спектр действия иной ягодки пошире, чем у всех лекарств в домашней аптечке

Добрые советы
Атмосферный роман Керри Мейер «Книжный на левом берегу Сены» о литературном Париже XX века Атмосферный роман Керри Мейер «Книжный на левом берегу Сены» о литературном Париже XX века

Отрывок из романа Керри Мейер о послевоенном Париже 1919 года

СНОБ
Больнее, чем удары плетью: как жилось женщинам в Иране после Исламской революции Больнее, чем удары плетью: как жилось женщинам в Иране после Исламской революции

Отрывок из книги Азара Нафиси «Читая «Лолиту» в Тегеране»

Forbes
Как адаптироваться к новым реалиям жизни Как адаптироваться к новым реалиям жизни

Как же справиться с переменами и начать двигаться вперед, несмотря ни на что?

Лиза
Машины с настоящим автопилотом могут не появиться никогда. И вот почему Машины с настоящим автопилотом могут не появиться никогда. И вот почему

Почему про фантазии о самостоятельных автомобилях лучше не вспоминать?

РБК
Не курить! Как избавиться от запаха табака в доме Не курить! Как избавиться от запаха табака в доме

Запах дыма может сохраняться в течение очень долгого времени

ТехИнсайдер
Тихоходки могут переживать экстремально низкие температуры, ставя свои биологические часы на паузу Тихоходки могут переживать экстремально низкие температуры, ставя свои биологические часы на паузу

Тихоходки похожи на главного героя классической сказки «Спящая красавица»

ТехИнсайдер
Что на самом деле означает переживать кризис среднего возраста и как его преодолеть Что на самом деле означает переживать кризис среднего возраста и как его преодолеть

Чувство потерянности, бесцельности и опустошения?

ТехИнсайдер
Изгой из франшизы Изгой из франшизы

«Андор»: человечный космический нуар

Weekend
Марина Федункив: В 50 все только начинается! Марина Федункив: В 50 все только начинается!

Путь Марины Федункив – иллюстрация к тому, что всем нам некуда торопиться

Добрые советы
Ни в горе, ни в радости: 5 признаков, что семья на грани развода Ни в горе, ни в радости: 5 признаков, что семья на грани развода

Психологи могут заметить предвестники скорого разрыва

Psychologies
Очень страшные истории: Очень страшные истории:

Страшная деревенская история от Марьяны Романовой

VOICE
Слез достоин каждый. О кинофестивальном хите «Исповедь» Слез достоин каждый. О кинофестивальном хите «Исповедь»

Как фильм «Исповедь» разрушает идею о коллективной ответственности

СНОБ
На кончиках пяльцев… На кончиках пяльцев…

Как научиться вышивать, если очень хочется, но совсем не знаете, с чего начать

Новый очаг
Человек, который встретил неандертальца. О Нобелевском лауреате Сванте Паабо Человек, который встретил неандертальца. О Нобелевском лауреате Сванте Паабо

Что нового о геномах вымерших гоминидов и эволюции человека узнал Сванте Паабо?

ТехИнсайдер
«Он был совсем тяжелым»: Виктор Чайка рассказал о состоянии Бориса Моисеева перед смертью «Он был совсем тяжелым»: Виктор Чайка рассказал о состоянии Бориса Моисеева перед смертью

Виктор Чайка разоткровенничался о последних днях жизни Бориса Моисеева

VOICE
Биологическое старение Биологическое старение

Можем ли мы отложить старение и так ли эффективен правильный настрой

Добрые советы
Одна вокруг света: пыльные дороги и дождевые леса Амазонии Одна вокруг света: пыльные дороги и дождевые леса Амазонии

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

Forbes
С заботой о сердце С заботой о сердце

Программа минимум, которая поможет сохранить сердце здоровым

Добрые советы
Как жили поэты и писатели Серебряного века в эмиграции: мемуары Ирины Одоевцевой Как жили поэты и писатели Серебряного века в эмиграции: мемуары Ирины Одоевцевой

Ирина Одоевцева — мемуаристка, воссоздавшая повседневность Серебряного века

Forbes
Буревестники спрятались от сильного ветра в глазу бури Буревестники спрятались от сильного ветра в глазу бури

Буревестники нетипично ведут себя в бурю

N+1
Топ-8 ошибок родителей старшеклассников Топ-8 ошибок родителей старшеклассников

Ошибки, которые невольно совершают родители старшеклассников

Psychologies
Банки и депрессия: за что дали Нобелевку по экономике Банки и депрессия: за что дали Нобелевку по экономике

Почему экономика так сильно падает?

N+1
История исландского рыбака и самурайское плавание: чем полезна водная стихия История исландского рыбака и самурайское плавание: чем полезна водная стихия

Отрывок из книги Бонни Цуй «Зачем мы плаваем»

Forbes
Золото Мирмекия: монеты Александра Великого в крымской земле Золото Мирмекия: монеты Александра Великого в крымской земле

Откуда на берегах Керченского пролива так много кладов?

N+1
Открыть в приложении