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
Радио геноцида: за что в Гааге судят мультимиллионера из Руанды Радио геноцида: за что в Гааге судят мультимиллионера из Руанды

Один из самых массовых геноцидов в истории

Forbes
Уже пора. Почему готовить фигуру к лету нужно с осени Уже пора. Почему готовить фигуру к лету нужно с осени

Мы часто откладываем приведение в порядок тела «к пляжу» до последнего момента

Лиза
Что стоит за страхом потерять контроль над собой? Ответ ученых Что стоит за страхом потерять контроль над собой? Ответ ученых

Как страх потерять контроль над собой может помочь в лечении других пациентов

ТехИнсайдер
«Роллтон», кофе, молоко: что айтишники уносят домой из офиса «Роллтон», кофе, молоко: что айтишники уносят домой из офиса

Что и как выносят работники из офисов?

VC.RU
Подслушали в химчистке: универсальный способ вернуть белизну потускневшей одежде Подслушали в химчистке: универсальный способ вернуть белизну потускневшей одежде

Как освежить светлую одежду и вернуть ей прежний блеск - расскажем в этой статье

ТехИнсайдер
Основательница шоурума русских дизайнеров — о свободных нишах Основательница шоурума русских дизайнеров — о свободных нишах

Татьяна Гуревич поделилась взглядом изнутри на в отечественную индустрию моды

РБК
Елизавета Чаленко: «Каждый проект – это возможность использовать машину времени и окунуться в другую эпоху» Елизавета Чаленко: «Каждый проект – это возможность использовать машину времени и окунуться в другую эпоху»

О встрече с Брэдом Питтом и фильмах, которые помогают обрести равновесие

Grazia
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
Почему близкие становятся чужими и можно ли этого избежать Почему близкие становятся чужими и можно ли этого избежать

Почему люди на самом деле отдаляются и как этого избежать?

Psychologies
Почему вирусы могут вызвать воспаление кишечника — и при чем тут наши гены Почему вирусы могут вызвать воспаление кишечника — и при чем тут наши гены

Обычная вирусная инфекция может вызвать воспалительное заболевание кишечника

ТехИнсайдер
Раздельный, совместный, смешанный Раздельный, совместный, смешанный

Плюсы и минусы трех типов семейного бюджета

Лиза
«Вы же девочки»: как детские игры и школьные дискотеки создают гендерные стереотипы «Вы же девочки»: как детские игры и школьные дискотеки создают гендерные стереотипы

Зачем ученые изучают девичество?

Forbes
«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
Либидо, память тела и внутренние установки Либидо, память тела и внутренние установки

Как психика делает секс болезненным

Добрые советы
Мот, новый поворот Мот, новый поворот

Мот начал новую жизнь: ушел из Black Star и отправился в тур по России

Men Today
Как перестать мучиться вопросом «Что скажут люди?»: 9 шагов Как перестать мучиться вопросом «Что скажут люди?»: 9 шагов

Как изменить отношение к чужому мнению?

Psychologies
Эта самодельная зубная паста спасет ваши зубы! Эта самодельная зубная паста спасет ваши зубы!

Как сделать реминерализующую пасту своими руками

ТехИнсайдер
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
Безумно богатые русские: как олигархи объясняют свой успех талантом, умом и генетикой Безумно богатые русские: как олигархи объясняют свой успех талантом, умом и генетикой

Отрывок из книги «Безумно богатые русские. От олигархов к новой буржуазии»

Forbes
Суп для Мазарини Суп для Мазарини

Франция. Луковый суп – последнее блюдо кардинала

Вокруг света
Геотермальные батареи решат главную проблему альтернативной генерации Геотермальные батареи решат главную проблему альтернативной генерации

Что такое геотермальные источники энергии?

ТехИнсайдер
Ценный кадр Ценный кадр

Как стать таким сотрудником, которого не уволят даже в кризис

Добрые советы
Умный поселок: технологичный жилой комплекс с единой цифровой средой скоро появится в России Умный поселок: технологичный жилой комплекс с единой цифровой средой скоро появится в России

Что такое умный поселок и возможен ли он в России?

ТехИнсайдер
10 убойных хорроров про жуткие каникулы 10 убойных хорроров про жуткие каникулы

Вечная тема: подростки садятся в фургон и отправляются в деревню, где их съедают

Maxim
Большие перемены, разбитые мечты и отречение короля: какие предсказания сделал Нострадамус на 2023 год Большие перемены, разбитые мечты и отречение короля: какие предсказания сделал Нострадамус на 2023 год

Ряд пророчеств Нострадамуса относят к 2023 году. Чего же нам ждать?

VOICE
Неудобное искусство Неудобное искусство

Закат цивилизации: движение культуры на Запад, Афродита-азиатка и амфоры-гробы

Правила жизни
Фрагмент романа «Отец смотрит на запад»: дочь русской и казаха сбегает в Москву от личной трагедии, но трагедия следует по пятам Фрагмент романа «Отец смотрит на запад»: дочь русской и казаха сбегает в Москву от личной трагедии, но трагедия следует по пятам

Отрывок из фактурного романа, написанного легкой рукой о тяжелых вещах

Правила жизни
«Скажи же мне, разве это можно видеть и не сойти с ума?» «Скажи же мне, разве это можно видеть и не сойти с ума?»

Солдаты «потерянного поколения» о том, что такое война

Weekend
4 признака того, что мозг стареет раньше тебя 4 признака того, что мозг стареет раньше тебя

Можно ли заметить, что мозг торопится стареть, и можно ли это исправить?

Лиза
Открыть в приложении