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

«Плохое настроение — приступ переедания»: что нужно знать о нервной булимии «Плохое настроение — приступ переедания»: что нужно знать о нервной булимии

Как распознать и вылечить булимию?

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

Как фильм «Исповедь» разрушает идею о коллективной ответственности

СНОБ
Как нарциссы нами манипулируют: 10 опасных приемов — знайте их Как нарциссы нами манипулируют: 10 опасных приемов — знайте их

К каким способам уничижения прибегают нарцисса?

Psychologies
Как разные жанры кино влияют на работу мозга Как разные жанры кино влияют на работу мозга

Любители фильмов ужасов должны реже болеть

Maxim
Aprelikova Aprelikova

Интервью с талантливой и прекрасной Полиной Апреликовой

Собака.ru
«Шантарам» с Чарли Ханнэмом — экранизация книжного бестселлера, которая сначала раздражает, а потом поглощает «Шантарам» с Чарли Ханнэмом — экранизация книжного бестселлера, которая сначала раздражает, а потом поглощает

Телеверсия «Шантарама» — гид по экспатской Индии и сага о дружбе

Правила жизни
Выкидыш перенесла не только Меган Маркл: королевские женщины, пережившие личную драму Выкидыш перенесла не только Меган Маркл: королевские женщины, пережившие личную драму

Представительницы британской королевской семьи рассказали о потере ребенка

VOICE
Как вести частную практику в кризис: рекомендации супервизора для психологов и не только Как вести частную практику в кризис: рекомендации супервизора для психологов и не только

Как оставаться эмоционально устойчивым и сохранять баланс работы и отдыха?

Psychologies
Как мы обманываем себя, чтобы не добиться цели: 3 ловушки мышления Как мы обманываем себя, чтобы не добиться цели: 3 ловушки мышления

Мы не замечаем, что сознательно допускаем срывы

Psychologies
Лукерья Ильяшенко про поцелуй с Машковым, избиение хлыстом, первые отношения и постельные сцены Лукерья Ильяшенко про поцелуй с Машковым, избиение хлыстом, первые отношения и постельные сцены

Лукерья Ильяшенко рассказала про секс в кино и о балетной школе

Maxim
Как управлять стрессом — своим и ребенка: советы родителям Как управлять стрессом — своим и ребенка: советы родителям

Как не позволить стрессу разрушить ваши отношения с ребенком?

Psychologies
Звёздная болезнь Звёздная болезнь

Почему появляются сосудистые звёздочки и как с ними справляться?

Новый очаг
Исследование Стэнфорда показало, что натянутая улыбка может повысить настроение Исследование Стэнфорда показало, что натянутая улыбка может повысить настроение

Можно ли улучшить настроение, приподняв уголки губ?

Inc.
Вопреки насмешкам: как Вера Менчик стала первой чемпионкой мира по шахматам Вопреки насмешкам: как Вера Менчик стала первой чемпионкой мира по шахматам

Вера Менчик — великая шахматистка, регулярно игравшая против мужчин на турнирах

Forbes
«Норд-Ост»: 20 лет спустя — как живут близкие жертв теракта «Норд-Ост»: 20 лет спустя — как живут близкие жертв теракта

Истории людей, которые лишились близких в ужасной трагедии на Дубровке

Psychologies
Александр Семчев: Александр Семчев:

Александр Семчев поделился новостями о своей актерской карьере и жизни

Караван историй
Удивительные и даже жуткие обычаи СССР: почему советские люди это делали? Удивительные и даже жуткие обычаи СССР: почему советские люди это делали?

Почему в СССР делали фотографии похорон и донашивали одежду?

VOICE
Почему в мире так много фонтанов с “писающими мальчиками” Почему в мире так много фонтанов с “писающими мальчиками”

Почему скульпторы использовали один и тот же сюжет - писающих мальчиков?

ТехИнсайдер
Женщины русского Харбина: как эмигрантки из России жили в Китае Женщины русского Харбина: как эмигрантки из России жили в Китае

Как оказавшиеся на чужбине в Китае женщины переживали трудные времена

Forbes
«В те поры война была» «В те поры война была»

Как литературные герои уходили на фронт

Weekend
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
Урожая — выше крыши Урожая — выше крыши

Как сити-фермеры превращают городские многоэтажки в сады и огороды

РБК
Нет косметике и K-Pop: как феминистки Южной Кореи борются со стереотипами Нет косметике и K-Pop: как феминистки Южной Кореи борются со стереотипами

Как женщины Южной Кореи борются с патриархатом

Forbes
Пак Чхан Ук Пак Чхан Ук

Правила жизни режиссера Пак Чхан Ука

Правила жизни
Ника Гаркалина: Ника Гаркалина:

Дочь Валерия Гаркалина вспоминает об отце

Караван историй
Кухня твоей мечты: функционально и стильно Кухня твоей мечты: функционально и стильно

Как избавиться от визуального шума на кухне, сделать ее эргономичной

Лиза
Лучшие закуски к пиву: вобла, чипсы и все-все-все Лучшие закуски к пиву: вобла, чипсы и все-все-все

Чем все любят закусывать пиво

Maxim
Новости медицины Новости медицины

Как быть счастливыми и здоровыми, почему музыка помогает после инсульта и другое

Лиза
В 30, 40 и 50: какие вещи можно оставить, а какие выбросить в разном возрасте В 30, 40 и 50: какие вещи можно оставить, а какие выбросить в разном возрасте

Есть ли возрастные границы у разных предметов гардероба?

VOICE
Продукты, которые увеличат продолжительность жизни Продукты, которые увеличат продолжительность жизни

Нут, рыба, зелень и другие продукты, которые продлят вашу жизнь

ТехИнсайдер
Открыть в приложении