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
Норвежские ученые выяснили, что одиночество может удвоить риск развития диабета Норвежские ученые выяснили, что одиночество может удвоить риск развития диабета

Как связаны одиночество, бессонница, депрессия и диабет?

Inc.
Легкой поступью Легкой поступью

Как решить проблему с болью в стопе и не допускать рецидивов?

Лиза
Почему каждой женщине старше 40 нужно масло для кутикулы: мнение экспертов Почему каждой женщине старше 40 нужно масло для кутикулы: мнение экспертов

Хочешь, чтобы ногти росли быстрее и выглядели здоровыми?

VOICE
Медные провода и крах доткомов: как разбогатеть на технологиях столетней давности Медные провода и крах доткомов: как разбогатеть на технологиях столетней давности

Американец Роберт Хейл стал миллиардером в 1876 году

Forbes
5 интересных фактов о Большом зале Московской консерватории 5 интересных фактов о Большом зале Московской консерватории

Кто пожертвовал Московской консерватории орган, а кто — 400 тысяч рублей

Культура.РФ
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
Профицит свекловичных гранул Профицит свекловичных гранул

Внутреннему рынку грозит избыток жома

Агроинвестор
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
С заботой о сердце С заботой о сердце

Программа минимум, которая поможет сохранить сердце здоровым

Добрые советы
Телевизор или проектор: что лучше выбрать для домашнего кинотеатра? Телевизор или проектор: что лучше выбрать для домашнего кинотеатра?

На что опираться, выбирая комплектующие для домашнего кинотеатра?

ТехИнсайдер
Андрей Шаронов: «У России нет задачи отделиться от всего мира» Андрей Шаронов: «У России нет задачи отделиться от всего мира»

Почему ESG-повестка нужна в первую очередь именно жителям России?

РБК
Ядерный взрыв: что нужно знать об оружии массового поражения и как спастить от удара Ядерный взрыв: что нужно знать об оружии массового поражения и как спастить от удара

Что необходимо знать об оружии массового поражения и как защититься от его удара

ТехИнсайдер
Window SmartScreen: как отключить мешающий работе фильтр Window SmartScreen: как отключить мешающий работе фильтр

Windows SmartScreen порой бывает излишне подозрителен

CHIP
Вся правда о холестерине Вся правда о холестерине

В каких случаях не нужно бояться холестерина

Лиза
Детали под рукой: как 3D-принтеры применяются в тяжелой промышленности уже сейчас Детали под рукой: как 3D-принтеры применяются в тяжелой промышленности уже сейчас

3D-принтеры приходят на помощь тяжелой промышленности

ТехИнсайдер
6 недостатков, которые притягивают уважение и любовь 6 недостатков, которые притягивают уважение и любовь

Недостатки — важная для индивидуальности часть вашей личности, как и достоинства

Psychologies
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
Сандвичи, блокчейн и боты: новые схемы бизнеса криптотрейдеров Сандвичи, блокчейн и боты: новые схемы бизнеса криптотрейдеров

Прозрачность криптовалют позволяет трейдерам наживаться на простых людях

Forbes
Живее всех живых. Посмотрите, какие машины все еще выпускают Живее всех живых. Посмотрите, какие машины все еще выпускают

Kегендарные автомобили, которые все еще можно купить новыми

РБК
4 волшебных правила домашней сушки волос феном, которые все почему-то нарушают 4 волшебных правила домашней сушки волос феном, которые все почему-то нарушают

Мечтаешь дома создавать укладки не хуже, чем в салоне красоты?

VOICE
Зеленый — новый черный Зеленый — новый черный

Куда заводят мечты об экологичном транспорте?

Men Today
Натуральная и экокосметика – в чем разница? Натуральная и экокосметика – в чем разница?

«Зеленая» тема перекочевала из модной тенденции в особый образ жизни

Лиза
Защита от набегов: почему Бен Бернанке и его коллеги заслужили Нобелевскую премию Защита от набегов: почему Бен Бернанке и его коллеги заслужили Нобелевскую премию

Бернанке, Даймон и Дибвиг исследовали роль банков в экономике и кризисах

Forbes
Разделение на этапы при ударе о воду оказалось важным свойством игры в «блинчики» Разделение на этапы при ударе о воду оказалось важным свойством игры в «блинчики»

Физики углубились в детали подпрыгивания «блинчиков»

N+1
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
10 самых красивых женщин всех времен и народов 10 самых красивых женщин всех времен и народов

Самые известные красавицы от палеолита до наших дней

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

Чем авангард и авангардисты отличаются от других направлений в искусстве

СНОБ
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
5 модных ошибок, которые старят женщин после 40 лет: мнение стилиста 5 модных ошибок, которые старят женщин после 40 лет: мнение стилиста

Ты можешь думать, что твои вещи великолепны и прекрасно дополняют друг друга

VOICE
Открыть в приложении