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

«Плохое настроение — приступ переедания»: что нужно знать о нервной булимии «Плохое настроение — приступ переедания»: что нужно знать о нервной булимии

Как распознать и вылечить булимию?

Psychologies
Плакать нормально: почему бессилие в травматичной ситуации — это по-взрослому Плакать нормально: почему бессилие в травматичной ситуации — это по-взрослому

Почему плакать и горевать — это важно и нормально

Psychologies
Китай построил колоссальный парусный супертанкер, потребляющий меньше топлива, чем обычные рыболовецкие суда Китай построил колоссальный парусный супертанкер, потребляющий меньше топлива, чем обычные рыболовецкие суда

Компания China Merchant Energy Shipping создала новый парусный супертанкер

ТехИнсайдер
Зараза к заразе не липнет: почему вероятность одновременного заражения сразу двумя вирусами чрезвычайно мала? Зараза к заразе не липнет: почему вероятность одновременного заражения сразу двумя вирусами чрезвычайно мала?

Почему два вируса не могут ужиться в одном организме?

ТехИнсайдер
Где взять мотивацию, если нет ни моральных сил, ни времени заниматься делом? Где взять мотивацию, если нет ни моральных сил, ни времени заниматься делом?

Что может помочь справиться с отсутствием мотивации и сил?

ТехИнсайдер
Квадры решают все Квадры решают все

Квадроцикл — это не только неприхотливый вездеход для вылазок на рыбалку

Men Today
Австронезийские легенды о «маленьких темнокожих людях» связали с останками женщины с Тайваня Австронезийские легенды о «маленьких темнокожих людях» связали с останками женщины с Тайваня

Австронезийские легенды о «маленьких людях» связаны с коренной популяцией

N+1
Академик Олег Алифанов: Луна, безусловно, должна стать нашим приоритетом Академик Олег Алифанов: Луна, безусловно, должна стать нашим приоритетом

Надо ли людям летать в космос и остаемся ли мы космической державой?

Наука
Теория: двигающиеся «глаза» на беспилотных автомобилях помогут сократить число аварий Теория: двигающиеся «глаза» на беспилотных автомобилях помогут сократить число аварий

Пешеходам проще предсказать действия машины, глядя ей в глаза

VC.RU
Патологические лжецы: зачем они обманывают других без всякой выгоды для себя? Патологические лжецы: зачем они обманывают других без всякой выгоды для себя?

Есть ли логика в поведении патологических лжецов?

Psychologies
Что делать, если кольцо застряло на пальце? 4 способа безболезненно освободиться от украшения Что делать, если кольцо застряло на пальце? 4 способа безболезненно освободиться от украшения

Способы снять кольцо с пальца так, чтобы сохранить и украшение, и фалангу

ТехИнсайдер
Неудобное искусство Неудобное искусство

Закат цивилизации: движение культуры на Запад, Афродита-азиатка и амфоры-гробы

Правила жизни
Еще чашечку? Еще чашечку?

Признаки того, что у тебя зависимость от кофеина

Лиза
Как адаптироваться к новым реалиям жизни Как адаптироваться к новым реалиям жизни

Как же справиться с переменами и начать двигаться вперед, несмотря ни на что?

Лиза
Помогает ли кофе при похудении Помогает ли кофе при похудении

Помогает ли кофе энергично худеть или, наоборот, энергично набирать вес?

Maxim
«Поверьте, вы не одиноки»: как Черчилль, Довлатов, Стравинский и другие выдающиеся люди учились верить в лучшее «Поверьте, вы не одиноки»: как Черчилль, Довлатов, Стравинский и другие выдающиеся люди учились верить в лучшее

Довлатов, Ремарк, Черчилль — их цитаты помогут вам пережить это непростое время

Правила жизни
В чем смысл жизни: почему люди веками ищут ответ на этот вопрос и можно ли его найти В чем смысл жизни: почему люди веками ищут ответ на этот вопрос и можно ли его найти

Нужно ли искать свой смысл жизни?

Psychologies
Очень страшные истории: Очень страшные истории:

Отрывок из книги Вики Филдс о маленьком таинственном городке Эттон-Крик

VOICE
Шокирующая история безобразной герцогини: как мужская месть сделала аристократку самой уродливой в мире женщиной Шокирующая история безобразной герцогини: как мужская месть сделала аристократку самой уродливой в мире женщиной

Оказывается, всё не так просто в судьбе безобразной герцогини...

VOICE
Быть тем, кто совершил нечто плохое: отрывок из нового романа Салли Руни Быть тем, кто совершил нечто плохое: отрывок из нового романа Салли Руни

Отрывок из нового романа Салли Руни «Прекрасный мир, где же ты»

Forbes
Как инвестировать в современное искусство — от классического до NFT Как инвестировать в современное искусство — от классического до NFT

Делимся знаниями, без которых в мире коллекционирования не обойтись

РБК
Набоков-ученый, Бунин-постмодернист и сборник статей главного американского критика: 7 новых книг о писателях Набоков-ученый, Бунин-постмодернист и сборник статей главного американского критика: 7 новых книг о писателях

Как в наши дни читать Тургенева и Чехова, что Набоков думал о теории Дарвина

Правила жизни
Юрий Стоянов: «Не люблю нравиться людям, которые не нравятся мне» Юрий Стоянов: «Не люблю нравиться людям, которые не нравятся мне»

Я стараюсь давать людям надежду. Я ничего не декларирую. Я мирю людей

Коллекция. Караван историй
История WelcomeBackHome История WelcomeBackHome

Как зарабатывать десятки миллионов рублей в год на тех, кто ищет смысл жизни?

Inc.
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
Марина Федункив: В 50 все только начинается! Марина Федункив: В 50 все только начинается!

Путь Марины Федункив – иллюстрация к тому, что всем нам некуда торопиться

Добрые советы
Очень страшные истории: Очень страшные истории:

Проникновенный и страшный рассказ о сверхопеке от Анастасии Шалунковой

VOICE
Гроб изнутри и снаружи Гроб изнутри и снаружи

Смехотворная смерть и страшная жизнь в «Самоубийце» Эрдмана

Weekend
Почему в XVII веке девушек на портретах писали с обнаженной грудью? Почему в XVII веке девушек на портретах писали с обнаженной грудью?

Что в XVII веке значила обнаженная женская грудь?

Maxim
Каким секс будет завтра? Обсуждают психолог, сексолог и суррогатный партнер Каким секс будет завтра? Обсуждают психолог, сексолог и суррогатный партнер

Как изменятся наши отношения, перенесем ли мы их в диджитал?

Psychologies
Открыть в приложении