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
5 способов справляться с неопределенностью 5 способов справляться с неопределенностью

Неопределенность всегда появляется, когда в нашу жизнь врываются перемены

Psychologies
Не только обрабатывать раны: как использовать перекись водорода в быту Не только обрабатывать раны: как использовать перекись водорода в быту

Одно недорогое аптечное средство способно отмыть весь ваш дом

ТехИнсайдер
Слез достоин каждый. О кинофестивальном хите «Исповедь» Слез достоин каждый. О кинофестивальном хите «Исповедь»

Как фильм «Исповедь» разрушает идею о коллективной ответственности

СНОБ
Когда близкий болен: как убедить пожилого родственника принять помощь Когда близкий болен: как убедить пожилого родственника принять помощь

Как найти с пожилыми родственниками общий язык и убедить принять заботу

Psychologies
Конфликт желаемого и реального: что такое когнитивный диссонанс Конфликт желаемого и реального: что такое когнитивный диссонанс

О том, как работает когнитивный диссонанс, какими бывают его проявления

Forbes
От южных гор до северных морей От южных гор до северных морей

Как климатические изменения затронут жителей различных регионов России

РБК
Исследовательница из Гарварда назвала 8 типов сложных в работе людей (и как ладить с самыми невыносимыми) Исследовательница из Гарварда назвала 8 типов сложных в работе людей (и как ладить с самыми невыносимыми)

Первый шаг к общению с раздражающими коллегами — знать, с кем вы имеете дело

Inc.
Правила жизни стоиков Правила жизни стоиков

Вневременные цитаты античных философов

Правила жизни
Автопортреты без автора Автопортреты без автора

За долгие годы портреты обрастают легендами, расставаться с которыми необходимо

Дилетант
Шкурный интерес Шкурный интерес

7 идей, что можно постелить на пол вместо ковра

Лиза
Что такое стыд, как он может сформировать культуру и почему его испытывают даже боги Что такое стыд, как он может сформировать культуру и почему его испытывают даже боги

Что такое стыд и как он связан с Японией и её богами?

ТехИнсайдер
Как болят почки. Главные симптомы и отличия от боли в пояснице Как болят почки. Главные симптомы и отличия от боли в пояснице

Проблемы с почками могут быть вызваны заболеванием или повреждением этого органа

Лиза
Защита Балабанова Защита Балабанова

Главный российский режиссер глазами Любови Аркус

Weekend
Способы отомстить за хамскую парковку, не нарушая закон Способы отомстить за хамскую парковку, не нарушая закон

Варианты, когда месть за хамскую парковку эффективна и практически ненаказуема

Maxim
Николай Лебедев: «Сегодня важно не растерять себя» Николай Лебедев: «Сегодня важно не растерять себя»

Думаю, рецепт создания кассовой картины только один

Коллекция. Караван историй
До какого возраста мужчине нормально быть девственником До какого возраста мужчине нормально быть девственником

Отвечаем на вопрос, который мучает всех девственников

Maxim
«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
Продумать все варианты катастрофы: что стоит за страхами современного человека Продумать все варианты катастрофы: что стоит за страхами современного человека

Люди не всегда ощущали такую тревожность. Что это за голос звучит в голове?

Forbes
Без паники. Как справиться с тревожностью и упадническим настроением Без паники. Как справиться с тревожностью и упадническим настроением

Что такое упадническое состояние, а главное, как от него избавиться

Лиза
Выбираем лучший алкоголь времен СССР Выбираем лучший алкоголь времен СССР

Точки консенсуса в СССР: алкогольные напитки, знакомые всем

Maxim
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
12 условий, необходимых интроверту для счастья 12 условий, необходимых интроверту для счастья

Интроверсия не помешает вам быть всегда на подъеме

Psychologies
Танцовщицы эротического театра Crave рассказали о своей работе Танцовщицы эротического театра Crave рассказали о своей работе

MAXIM встретился с танцовщицами театра Crave и задал откровенные вопросы

Maxim
Максим Белбородов: «Важно, чтобы каждый момент времени ты проживал осознанно» Максим Белбородов: «Важно, чтобы каждый момент времени ты проживал осознанно»

Если бы я выбирал свои проекты! Это они выбирают меня

Коллекция. Караван историй
«В моей коллекции есть суперредкая Kelly в коллаборации с Jay Ahr, и ее дико сложно купить — по экземпляру есть у Карди Би, Ким Кардашьян, Кайли Дженнер и у меня, Насти Ножиной из Красносельского района» «В моей коллекции есть суперредкая Kelly в коллаборации с Jay Ahr, и ее дико сложно купить — по экземпляру есть у Карди Би, Ким Кардашьян, Кайли Дженнер и у меня, Насти Ножиной из Красносельского района»

Где найти винтажную Birkin, на которой можно кататься с горки?

Собака.ru
Индия Индия

Есть ли у Индии постоянные союзники — или только постоянные интересы?

Правила жизни

Что значит "стареть с достоинством"?

VOICE
Физически сильные мира сего Физически сильные мира сего

Возможен ли баланс спорта, жизни и работы на руководящей должности?

Men Today
Как правильно жарить картошку? Как правильно жарить картошку?

Умеешь ли ты готовить блюдо, которое мы бы назвали одной из национальных скреп?

Maxim
Открыть в приложении