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
Почему «китайцы» все-таки захватят мир. Экспорт растет лавинообразно Почему «китайцы» все-таки захватят мир. Экспорт растет лавинообразно

Китайские автомобили неизбежно станут грозной силой на международном рынке

РБК
Одежда на будущее Одежда на будущее

Меховой дом Re-Look Furs предлагает новый взгляд на мех

Grazia
Могут ли домашние питомцы смотреть телевизор. Они что-нибудь видят? Могут ли домашние питомцы смотреть телевизор. Они что-нибудь видят?

Питомцы могут смотреть телевизор, они понимают, что происходит на нем?

ТехИнсайдер
14 секретов долгого брака — узнайте, как живут счастливые пары 14 секретов долгого брака — узнайте, как живут счастливые пары

Секрет долгой и счастливой семейной жизни — делать то, что важно для вас двоих

Psychologies
Даже 2 000 000 лет назад предки человека были высшими хищниками и отличались плотоядным характером Даже 2 000 000 лет назад предки человека были высшими хищниками и отличались плотоядным характером

Палеолитическая кухня была какой угодно, только не постной и зеленой

ТехИнсайдер
Солнечное затмение: формы, частота, факты Солнечное затмение: формы, частота, факты

Почему происходит солнечное затмение?

ТехИнсайдер
А Лиза не может ждать А Лиза не может ждать

Елизавета Ищенко о том, как связь с персонажем помогла ей обрести себя

Grazia
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

Что вообще такое ретро движение планет и что происходит с людьми в этот период

ТехИнсайдер
Колесо фортуны Колесо фортуны

Как продать автомобиль и законно не платить налог

Лиза
Тося Чайкина Тося Чайкина

Почему Тося Чайкина не стремится к популярности?

ЖАРА Magazine
7 фактов о Гильермо Дель Торо 7 фактов о Гильермо Дель Торо

9 октября 1964 года родился триумфант 90-й церемонии «Оскар» Гильермо Дель Торо

Maxim
Как узнать авангардиста. Чек-лист Как узнать авангардиста. Чек-лист

Чем авангард и авангардисты отличаются от других направлений в искусстве

СНОБ
Витамины, которые стоит принимать при менопаузе Витамины, которые стоит принимать при менопаузе

Как подготовиться к менопаузе?

Лиза
«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
7 лайфхаков, как смотреть на жизнь с юмором 7 лайфхаков, как смотреть на жизнь с юмором

Небольшой гид по позитивному отношению к жизни

Maxim
Как создательница Bobbi Brown Cosmetics продвигает в TikTok свой новый бренд Как создательница Bobbi Brown Cosmetics продвигает в TikTok свой новый бренд

Визажистка Бобби Браун запускает новый бизнес

Forbes
Очень страшные истории: Очень страшные истории:

Отрывок из книги "Малахитовый лес" о поселке, способном изменять судьбы

VOICE
Не то «безупречный управленец», не то «финансовый гангстер»: как президент главного банка США 1920-х обвалил биржу Не то «безупречный управленец», не то «финансовый гангстер»: как президент главного банка США 1920-х обвалил биржу

Чарльз Митчелл превратил одно из самых пугающих мест — банк — в универмаг

VC.RU
Всеобщее избирательное право снижает политическое насилие Всеобщее избирательное право снижает политическое насилие

Расширение избирательных прав снижает политическое насилие

ТехИнсайдер
Как понять, что дружба себя исчерпала: советы психологов Как понять, что дружба себя исчерпала: советы психологов

Нужно задуматься о том, не пора ли навести порядок в отношениях с людьми

Psychologies
Клей ПВА, монтажная пена, строительный фен: нет, мы собрались не на стройку, а на рекламу еды. Раскрываем все секреты Клей ПВА, монтажная пена, строительный фен: нет, мы собрались не на стройку, а на рекламу еды. Раскрываем все секреты

Кто так ловко дергает нас за вкусовые рецепторы?

ТехИнсайдер
Чистый дом и собака: как совместить несовместимое Чистый дом и собака: как совместить несовместимое

Проверенные способы, как, живя с собакой, содержать дом в чистоте

ТехИнсайдер
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
«Я делаю шаг» «Я делаю шаг»

На СТС в самом разгаре шоу «Маска. Танцы». А ведущим стал Юрий Музыченко

OK!
Екатерина Рыбакова: «Я бы законодательно зафиксировала право детей на 2 часа свободной игры» Екатерина Рыбакова: «Я бы законодательно зафиксировала право детей на 2 часа свободной игры»

Для успешного развития ребенку необходимо самовыражаться, проявлять инициативу

Psychologies
Почему отопление и обогреватели сушат воздух? Почему отопление и обогреватели сушат воздух?

Проблема сухого воздуха заключается не в приборах, а в особенностях физики

CHIP
ДНК вымерших: как кости неандертальцев принесли биологу Нобелевскую премию ДНК вымерших: как кости неандертальцев принесли биологу Нобелевскую премию

Методы Сванте Паабо помогли основать целую науку о ДНК вымерших людей и животных

Forbes
5 самых частых вопросов родителей о воспитании: отвечают эксперты 5 самых частых вопросов родителей о воспитании: отвечают эксперты

Как понять, что чувствует ребенок?

Psychologies
Открыть в приложении