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

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
Комплекс неполноценности и непомерное эго: что значит ваше фото в соцсетях — анализирует психолог Комплекс неполноценности и непомерное эго: что значит ваше фото в соцсетях — анализирует психолог

Что именно сообщает другим пользователям ваша фотография в соцсетях?

Psychologies
5 способов справляться с неопределенностью 5 способов справляться с неопределенностью

Неопределенность всегда появляется, когда в нашу жизнь врываются перемены

Psychologies
Нам – 20! Нам – 20!

Что изменилось в жизни людей за два последних десятилетия

Добрые советы
«Безумно ревную парня к порно»: что делать? «Безумно ревную парня к порно»: что делать?

Что делать, если вы испытываете ревность и считаете просмотр порно изменой?

Psychologies
8 книг, которые мы читали в сентябре: список развлекательного и серьезного чтения 8 книг, которые мы читали в сентябре: список развлекательного и серьезного чтения

Елизавета II, променявшая Великобританию на книги и многое другое

Правила жизни
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
Ветряки с вертикальной осью оказались эффективнее солнечных батарей в 1,5 раза! Ветряки с вертикальной осью оказались эффективнее солнечных батарей в 1,5 раза!

Новая разработка для улавливания энергии ветра на крыше

ТехИнсайдер
Психофизическое онемение: почему мы привыкаем к плохим новостям и начинаем меньше сопереживать Психофизическое онемение: почему мы привыкаем к плохим новостям и начинаем меньше сопереживать

Почему мы продолжаем читать плохие новости, но начинаем меньше переживать?

Правила жизни
Стареть в России Стареть в России

Почему в нашей стране все с ужасом думают о старости?

Новый очаг
Магия места: 5 книг, которые погружают в культуру разных стран Магия места: 5 книг, которые погружают в культуру разных стран

Увлекательные произведений для тех, кто любит знакомиться с мировыми культурами

СНОБ
Пожарные отдыхают Пожарные отдыхают

Специалисты разрабатывают систему моделирования развития лесных пожаров

Наука
«Исчезнуть — и позволить этому быть»: чему учит новый роман Виктора Пелевина «KGBT+» «Исчезнуть — и позволить этому быть»: чему учит новый роман Виктора Пелевина «KGBT+»

Почему «KGBT+» Виктора Пелевина вышел как нельзя вовремя

Forbes
Китайская Народная Республика Китайская Народная Республика

Чем личный поворот на Восток отличается от публичного и почему еда превыше неба?

Правила жизни
Правила жизни стоиков Правила жизни стоиков

Вневременные цитаты античных философов

Правила жизни
Московский вайб Московский вайб

Интерьер получился элегантным, почти монохромным, насыщенным

SALON-Interior
Зачем ехать: Дельта Волги Зачем ехать: Дельта Волги

Как провести уик-энд в Астраханской области?

СНОБ
Один день в городе Один день в городе

Отправляемся в Ялту в поисках счастья

Лиза
Об этом не рассказывают в школе: что за письмо сгубило Пушкина Об этом не рассказывают в школе: что за письмо сгубило Пушкина

Вызов на дуэль Дантесу Пушкин бросил из-за некоего письма... Но какого?

VOICE
Как поражение Германии в Сталинградской битве перевернуло Вторую мировую войну Как поражение Германии в Сталинградской битве перевернуло Вторую мировую войну

Решение Гитлера в 1942 году атаковать Сталинград оказалось разрушительным

ТехИнсайдер
Анни Эрно получила Нобелевскую премию по литературе. Она была фавориткой премии несколько лет Анни Эрно получила Нобелевскую премию по литературе. Она была фавориткой премии несколько лет

За что в этом году вручили Нобелевскую премию по литературе Анни Эрно

СНОБ
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
Как быстро и дешево почистить салон автомобиля: помогут средства, которые найдутся дома Как быстро и дешево почистить салон автомобиля: помогут средства, которые найдутся дома

Как приготовить необходимые средства для чистки ковриков и сидений

ТехИнсайдер
Опять что-то задумал Опять что-то задумал

Как менять жизнь вокруг, когда ты «простой русский человек» из глубинки?

Новый очаг
Мот, новый поворот Мот, новый поворот

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

Men Today
Гроб изнутри и снаружи Гроб изнутри и снаружи

Смехотворная смерть и страшная жизнь в «Самоубийце» Эрдмана

Weekend
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
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
Одна вокруг света: капибары, аллигаторы и кобры Одна вокруг света: капибары, аллигаторы и кобры

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

Forbes
Неделя над пропастью Неделя над пропастью

Карибский кризис удивительным образом продлился ровно одну календарную неделю

Наука
Открыть в приложении