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

Сопровождение грузов Сопровождение грузов

Как устроена доставка лекарств на основе гигантских неорганических молекул

N+1
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
На еду или в переработку? На еду или в переработку?

Доля картофеля, отправляемого на переработку, за пять лет выросла в два раза

Агроинвестор
Серые кардиналы секса Серые кардиналы секса

В этой главе «Зачем живые любят друг друга» мы признаемся в любви к центромерам

СНОБ
Смерть в чужой кровати: как в отелях умирали знаменитости Смерть в чужой кровати: как в отелях умирали знаменитости

Иногда смерть гостя приносит отелю славу и становится частью ее истории

Правила жизни
Как ученые открыли в космосе силу, объясняющую аномалии Вселенной Как ученые открыли в космосе силу, объясняющую аномалии Вселенной

Загадка темной материи и темной энергии будет раскрыта

ТехИнсайдер
От южных гор до северных морей От южных гор до северных морей

Как климатические изменения затронут жителей различных регионов России

РБК
Психологи объяснили, почему после интернет-серфинга люди чувствуют себя умнее (хотя это не так) Психологи объяснили, почему после интернет-серфинга люди чувствуют себя умнее (хотя это не так)

Почему ищет Google, но умнее всех вы?

Inc.
Доставка искусства Доставка искусства

Основательницы beauty-пространства Wig Dealers Саша Винер и Катя Архипова

OK!
40 диких фактов об акулах, которые знают далеко не все 40 диких фактов об акулах, которые знают далеко не все

Что мы знаем об акулах?

Maxim
Меню последнего обеда Меню последнего обеда

Вечер 3 марта 1917 года в царском поезде…

Дилетант
Астрономы нашли вещество первых сверхновых в далеком квазаре Астрономы нашли вещество первых сверхновых в далеком квазаре

Стандартная модель эволюции галактик не может объяснить происходящее в квазарах

N+1
Свет мой зеркальце скажи: что видят животные, когда смотрят на свое отражение в зеркале? Свет мой зеркальце скажи: что видят животные, когда смотрят на свое отражение в зеркале?

Что видят животные в зеркале?

ТехИнсайдер
Герман Эль Классико о клубе «Амкал», медийном футболе и будущем российского спорта Герман Эль Классико о клубе «Амкал», медийном футболе и будущем российского спорта

Почему аудитория профессиональных футбольных клубов переходит к блогерам?

Forbes
Монарх, художница, дизайнер: чем известна единственная в мире правящая королева Монарх, художница, дизайнер: чем известна единственная в мире правящая королева

Маргарет II — иллюстратор Толкина и датская королева

Forbes
Два по пятьдесят: истории любви длиною в жизнь Два по пятьдесят: истории любви длиною в жизнь

Фотограф Лорен Флейшман встретилась с нью-йоркскими семейными парами

Правила жизни
Китайская Народная Республика Китайская Народная Республика

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

Правила жизни
Artik & Asti. Группа Artik & Asti — первое большое совместное интервью в новом составе Artik & Asti. Группа Artik & Asti — первое большое совместное интервью в новом составе

Artik & Asti поделились впечатлениями от совместной работы и рассказали о планах

ЖАРА Magazine
Свободная ниша: что не так со складами light industrial Свободная ниша: что не так со складами light industrial

Почему девелоперы не строят объекты востребованного формата light industrial

Forbes
Почему с возрастом детям трудно засыпать днем? Отвечают ученые! Почему с возрастом детям трудно засыпать днем? Отвечают ученые!

Наш сон зависит не от возраста или усталости, а от развития мозга

ТехИнсайдер
Гроб изнутри и снаружи Гроб изнутри и снаружи

Смехотворная смерть и страшная жизнь в «Самоубийце» Эрдмана

Weekend
О чем ваш партнер (не) должен знать: мнение семейного консультанта О чем ваш партнер (не) должен знать: мнение семейного консультанта

Должны ли партнеры знать друг о друге абсолютно все?

Psychologies
Как дожить до 100 лет: шведские секреты долголетия Как дожить до 100 лет: шведские секреты долголетия

Выход на пенсию — начало нового и долгого периода жизни

Psychologies
Что добавить в чай, чтобы успокоиться Что добавить в чай, чтобы успокоиться

6 успокаивающих трав и никакого алкоголя!

Maxim
Перестань себя ненавидеть: как достичь настоящего принятия своего тела Перестань себя ненавидеть: как достичь настоящего принятия своего тела

Как прийти в желаемую форму с помощью любви к себе — в книге «Пищевой монстр»

Psychologies
Киберэтика: как общаться в Интернете, чтобы не стать жертвой Киберэтика: как общаться в Интернете, чтобы не стать жертвой

Как не стать жертвой интернет-троллей и что делать, если это произошло

Maxim
Выкидыш перенесла не только Меган Маркл: королевские женщины, пережившие личную драму Выкидыш перенесла не только Меган Маркл: королевские женщины, пережившие личную драму

Представительницы британской королевской семьи рассказали о потере ребенка

VOICE
Зачем ехать: Дельта Волги Зачем ехать: Дельта Волги

Как провести уик-энд в Астраханской области?

СНОБ
Как превратить город на Неве в экополис и сделать темные зимние дни в Петербурге таким же брендом, как белые ночи Как превратить город на Неве в экополис и сделать темные зимние дни в Петербурге таким же брендом, как белые ночи

Как Олег Шапиро сделает зимние дни в Петербурге таким же брендом, как белые ночи

Собака.ru
Что читать, если вы слишком тревожны? Фрагмент книги Роланда Паульсена «А вдруг?...Тревога: как она управляет нами, а мы — ею» Что читать, если вы слишком тревожны? Фрагмент книги Роланда Паульсена «А вдруг?...Тревога: как она управляет нами, а мы — ею»

Отрывок из книги «А вдруг?...» — актуального и злободневного нонфикшна о тревоге

Правила жизни
Открыть в приложении