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

Поедающий кости: найденный у мумий патоген не утратил активности за 9 тысяч лет Поедающий кости: найденный у мумий патоген не утратил активности за 9 тысяч лет

Древняя болезнь, которая разрушает скелет изнутри

Вокруг света
Злокачественные заболевания крови: что о них нужно знать каждому Злокачественные заболевания крови: что о них нужно знать каждому

Почему чек-апы так важны, особенно при онкологических заболеваниях крови?

Psychologies
Тайный план Гельмута Коля Тайный план Гельмута Коля

26 ноября 1989 года в маленьком местечке в Пфальце вершилась история

Дилетант
Что нужно знать перед тем, как начать жить вместе: 8 финансовых правил — помните их Что нужно знать перед тем, как начать жить вместе: 8 финансовых правил — помните их

О чем стоит договориться заранее, чтобы уберечь совместный бюджет от форс-мажора

Psychologies
Как искать жильё в Алматы: гид по районам Как искать жильё в Алматы: гид по районам

На что обратить внимание при выборе места жилья в Алматы

VC.RU
Древний бронированный червь подарил ученым подсказки о событиях, спровоцировавших Древний бронированный червь подарил ученым подсказки о событиях, спровоцировавших

Исследователи обнаружили предка брахиопод, мшанок и форонид

ТехИнсайдер
Жизнь после 30: новые правила свиданий Жизнь после 30: новые правила свиданий

В чем особенности свиданий в 30 лет?

Psychologies
Биологическое старение Биологическое старение

Можем ли мы отложить старение и так ли эффективен правильный настрой

Добрые советы
Перестаньте выбрасывать яичную скорлупу! 5 креативных идей использования яичной оболочки Перестаньте выбрасывать яичную скорлупу! 5 креативных идей использования яичной оболочки

Вы наверняка думали, что яичная скорлупа — бесполезная вещь

ТехИнсайдер
Как поставить пароль на компьютер: несколько способов для разных ОС Как поставить пароль на компьютер: несколько способов для разных ОС

Как поставить пароль на компьютер с разными версиями Windows

CHIP
Боремся со стрессом: что такое медитация и как начать медитировать Боремся со стрессом: что такое медитация и как начать медитировать

Всего 20 минут медитации в день и вы снизите уровень стресса

ТехИнсайдер
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
Лего из молекул для лечения рака: как женщина-химик получила Нобелевскую премию Лего из молекул для лечения рака: как женщина-химик получила Нобелевскую премию

Что такое лего из молекул и как эксперименты женщины-химика стали практикой

Forbes
Гибрид двух разошедшихся 10 миллионов лет назад видов птиц унаследовал облик матери и песню отца Гибрид двух разошедшихся 10 миллионов лет назад видов птиц унаследовал облик матери и песню отца

Гибрид между двумя видами птиц, предок которых жил 10 миллионов лет назад

N+1
Для чего нужна доверенность на автомобиль и как ее оформить Для чего нужна доверенность на автомобиль и как ее оформить

В каких случаях не обойтись без доверенности на автомобиль?

РБК
9 токсичных привычек, из-за которых слабеют тело и дух 9 токсичных привычек, из-за которых слабеют тело и дух

Как справиться с вредными привычками

Maxim
Программы для проверки жесткого диска: топ-7 лучших Программы для проверки жесткого диска: топ-7 лучших

Проверка здоровья жесткого диска – это обязательная процедура

CHIP
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
Лиза в Cтране чудес Лиза в Cтране чудес

Для Елизаветы Базыкиной эта работа стала ярким дебютом в кино

OK!
Лучший друг человека: как собаки работают в социальных проектах и помогают людям Лучший друг человека: как собаки работают в социальных проектах и помогают людям

Что делают собаки, вовлеченные в социальные проекты для помощи людям

Forbes
Мужчина и женщина: друзья или будущие любовники? Мужчина и женщина: друзья или будущие любовники?

Возможна ли дружба между мужчиной и женщиной?

Psychologies
Юбилей «Философского парохода»: как 100 лет назад интеллигенция уплывала из России Юбилей «Философского парохода»: как 100 лет назад интеллигенция уплывала из России

«Философский пароход» и отношения его участников к революции 1917 года

Forbes
Бедная «Блондинка»: почему фильм о Мэрилин Монро «оскорбляет память актрисы» Бедная «Блондинка»: почему фильм о Мэрилин Монро «оскорбляет память актрисы»

Почему фильм «Блондинка» возмутил поклонников Мэрилин Монро

Forbes
Ученые из Великобритании: стресс вызывает вид сна, который помогает снять тревогу Ученые из Великобритании: стресс вызывает вид сна, который помогает снять тревогу

Как связаны сон и стресс?

Inc.
Научный халифат Научный халифат

Что ислам подарил христианскому Западу

Вокруг света
«Я не мог остановиться»: история трагедии в Амитивилле, о которой сняли столько фильмов ужасов «Я не мог остановиться»: история трагедии в Амитивилле, о которой сняли столько фильмов ужасов

Рональд Джозеф Дефео-младший убил отца, мать, двух сестер и двух братьев

VOICE
Нейроны с позитивными и негативными воспоминаниями «светятся» по-разному. Новый метод лечения депрессии Нейроны с позитивными и негативными воспоминаниями «светятся» по-разному. Новый метод лечения депрессии

Негативные и позитивные воспоминания хранятся с разной молекулярной структурой

ТехИнсайдер
В чем польза квашеной капусты: 6 фактов о величайшей из закусок В чем польза квашеной капусты: 6 фактов о величайшей из закусок

Подвергшаяся ферментации капуста — удивительное биохимическое явление

Maxim
Продукты, которые увеличат продолжительность жизни Продукты, которые увеличат продолжительность жизни

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

ТехИнсайдер
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
Открыть в приложении