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

Великий фильтр: как землянам обойти закон, который обрекает все цивилизации на самоуничтожение? Великий фильтр: как землянам обойти закон, который обрекает все цивилизации на самоуничтожение?

Ученые предложили человечеству способ избежать гибели

Вокруг света
На вобле как на вобле: удивительные факты о данном виде рыб На вобле как на вобле: удивительные факты о данном виде рыб

Какие рыбы могут стать воблами и кого еще так называют

Правила жизни
История исландского рыбака и самурайское плавание: чем полезна водная стихия История исландского рыбака и самурайское плавание: чем полезна водная стихия

Отрывок из книги Бонни Цуй «Зачем мы плаваем»

Forbes
«Нельзя обрезать кутикулу» и еще 4 мифа о маникюре: ты должна о них знать! «Нельзя обрезать кутикулу» и еще 4 мифа о маникюре: ты должна о них знать!

Сколько фактов, которые ты знаешь о маникюре, на самом деле — выдумки?

VOICE
Раз и навсегда: как изменилась жизнь подростков за последние 50 лет Раз и навсегда: как изменилась жизнь подростков за последние 50 лет

Как жили дети и подростки, когда не было интернета, а дружба была «навсегда»

СНОБ
Хитроумный математический трюк: профессор рассказал, как доказать, что 1 = 2 и оставить собеседника в дураках Хитроумный математический трюк: профессор рассказал, как доказать, что 1 = 2 и оставить собеседника в дураках

Возможно, все, что вы знаете о математике, — одна большая и жирная ложь

ТехИнсайдер
Черный экран на ноутбуке: что делать Черный экран на ноутбуке: что делать

Почему дисплей на ноутбуке не включается и что с этим можно сделать?

CHIP
Почему дети садятся на диеты и морят себя голодом: последствия пищевых расстройств Почему дети садятся на диеты и морят себя голодом: последствия пищевых расстройств

Отрывки из книги психолога Жени Доновой «Пищевой монстр»

ТехИнсайдер
Синдром «блестящего объекта»: когда переключаться на новые задачи — вредно Синдром «блестящего объекта»: когда переключаться на новые задачи — вредно

Как понять, что у вас синдром «блестящего объекта»

Psychologies
«Это жизни наших ребят» «Это жизни наших ребят»

Воспоминания Анатолия Черняева: Афганская война, январь 1989 года

Дилетант
Николай Коновалов: «Важный фактор в лечении грыжи диска – время. Боль может пройти сама по себе» Николай Коновалов: «Важный фактор в лечении грыжи диска – время. Боль может пройти сама по себе»

Боль в спине или шее – очень распространённая проблема. Как от нее избавиться?

Здоровье
Раздельный, совместный, смешанный Раздельный, совместный, смешанный

Плюсы и минусы трех типов семейного бюджета

Лиза
«У китайцев есть ощущение, что западному миру их не понять» «У китайцев есть ощущение, что западному миру их не понять»

Китаист Бронислав Виногородский — на каких условиях возможен разворот на Восток?

Правила жизни
Хабенский-Каренин и «Сын» Бутусова: как прошла «Золотая маска» в Красноярске Хабенский-Каренин и «Сын» Бутусова: как прошла «Золотая маска» в Красноярске

Пять спектаклей из Москвы и Новосибирска привезла «Золотая Маска» в Красноярск

СНОБ
Сбитый «Боинг» Сбитый «Боинг»

Ранним утром 1 сентября 1983 года истребитель СУ-15 был поднят по тревоге

Дилетант
«Как выяснить, изменяет мне муж или нет?» «Как выяснить, изменяет мне муж или нет?»

Иногда гармония семейной жизни нарушается подозрениями о неверности партнера

Psychologies
Психолог объяснила, как оставаться счастливым в кризис несмотря ни на что Психолог объяснила, как оставаться счастливым в кризис несмотря ни на что

Можно ли в кризисное время радоваться жизни? Разбираемся вместе с экспертом

Psychologies
«Вред различия во взглядах и убеждениях» «Вред различия во взглядах и убеждениях»

Проект «О введении единомыслия в России»

Дилетант
10 мужских недостатков, которые на самом деле достоинства 10 мужских недостатков, которые на самом деле достоинства

Иногда полезно взглянуть на недостатки немного другими глазами

VOICE
Не то «безупречный управленец», не то «финансовый гангстер»: как президент главного банка США 1920-х обвалил биржу Не то «безупречный управленец», не то «финансовый гангстер»: как президент главного банка США 1920-х обвалил биржу

Чарльз Митчелл превратил одно из самых пугающих мест — банк — в универмаг

VC.RU
Объясняем на пальцах: как выбрать крем для рук Объясняем на пальцах: как выбрать крем для рук

Как подготовить руки к предстоящим холодам?

Правила жизни
Почему на Руси боялись покойников: ответ на этот вопрос объясняет странные ритуалы древнерусских людей Почему на Руси боялись покойников: ответ на этот вопрос объясняет странные ритуалы древнерусских людей

Древнерусские люди с осторожностью относились к покойникам

ТехИнсайдер
«Маленькая всемирная история». От первобытности до современности «Маленькая всемирная история». От первобытности до современности

Отрывок из книги о том, что происходило с людьми от каменного до атомного века

N+1
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
Чистый дом и собака: как совместить несовместимое Чистый дом и собака: как совместить несовместимое

Проверенные способы, как, живя с собакой, содержать дом в чистоте

ТехИнсайдер
«Не могу уснуть»: 5 способов убаюкать беспокойный мозг — попробуйте на себе «Не могу уснуть»: 5 способов убаюкать беспокойный мозг — попробуйте на себе

Случалось ли вам полночи проворочаться в безуспешных попытках уснуть?

Psychologies
Удаляем программу с удаленного компьютера несколькими способами Удаляем программу с удаленного компьютера несколькими способами

Как удалить программу с удаленного компьютера?

CHIP
Что почитать у современных фантастов: 4 авторских сборника Что почитать у современных фантастов: 4 авторских сборника

Фантасты, которые успешно работают в малой форме

ТехИнсайдер
Утром стулья, вечером деньги. Как создать бизнес и продлить жизнь старым вещам Утром стулья, вечером деньги. Как создать бизнес и продлить жизнь старым вещам

Создательницы FChairs — о формате и реставрации мебели

СНОБ
Почему самые лучшие идеи рождаются во время душа Почему самые лучшие идеи рождаются во время душа

Почему в душе ускоряется креативное мышление?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении