«Химия – это почти искусство»

Нобелевский комитет отмечает, что лауреаты «разработали новые, более эффективные пути связывания атомов углерода для синтеза сложных молекул, которые могут сделать лучше нашу повседневную жизнь». Официальная же формулировка, с которой Хек, Нагиси (в русскоязычной научной литературе его фамилия пишется «Негиши» – примечание «Газеты.Ru») и Судзуки получили Нобелевскую премию, звучит короче, но на порядок сложнее – «за катализируемые палладием реакции кросс-сочетания».

«Современная органическая химия – это почти искусство. Ученые-синтетики совершают чудесные химические превращения в своих колбах и пробирках. А все человечество в результате пользуется новыми, более эффективными лекарствами, точной электроникой и высокотехнологичными материалами. Нобелевская премия по химии за 2010 год присуждена за реакции, которые стали одним из самых важных инструментов работы химиков», – говорится в сообщении Нобелевского комитета. – Реакции кросс-сочетания, катализируемые палладием, позволяют химикам «собирать» большие молекулы из меньших фрагментов и получать in vitro очень сложные вещества, аналогичные природных компонентам. Стоит напомнить, что органические вещества – основа всей жизни на Земле. Именно благодаря им существует все живое, а также ряд удивительных природных явлений – окраска растений, змеиный яд или антибиотики (например, пенициллин).

Развитие органической химии, основанной на удивительной способности углерода связываться с самим собой в длинные цепочки или циклы, позволило человеку приблизиться к созданию сложных природных соединений и получить новые функционально интересные молекулы, в частности новые лекарства и все многообразие полимерных материалов».

Чтобы создавать сложные молекулы заданной структуры, химикам нужно соединять более простые молекулы вместе. Делается это за счет образования связей углерод-углерод между находящимися в определенных положениях атомами. Однако не так просто заставить молекулы реагировать, а тем более проводить реакцию селективно, добиваясь связывания только в определенных точках. Чем больше и сложнее молекула, тем труднее добиться селективного протекания реакции, которая приведет лишь к одному целевому продукту, а не к смеси различных, не всегда нужных веществ, примесей. Каталитические реакции (в частности, реакции катализируемого палладием кросс-сочетания) позволяют решить эту проблему. В реакциях Хека, Негеши и Судзуки «нужные» атомы углерода сначала прикрепляются к молекулам комплексного соединения палладия, и только потом происходит реакция.

Так достигается ее селективность: катализатор, сам не расходуясь в реакции, позволяет управлять путем ее протекания.

«На нашей улице праздник. Это метод, который прочно вошел в современную химию и позволил простым способом получать очень сложные молекулы – строить очень быстро большие молекулы из отдельных фрагментов, – заявил «Газете.Ru» кандидат химических наук, член совета молодых ученых РАН Дмитрий Перекалин. – Сейчас около 30% реакций в медицинской химии – реакции кросс-сочетания. Этой проблеме посвящен большой обзор в журнале Angewandte Chemie: его авторы проанализировали все медицинские реакции и выяснили, что почти треть – это реакции сочетания.

Премию, можно сказать, дали очень вовремя: все-таки лауреаты уже немолоды. Важность же их работ не вызывает сомнения.

На самом деле лауреатов могло быть и больше, потому что этот класс реакций разрабатывали многие химики, однако Нобелевскую премию, как известно, можно делить только на троих.

Заметный вклад в разработку этой тематики внесла русская исследовательница, академик Ирина Петровна Белецкая.

Ее работы также имеют большое значение. В какой-то мере это признание и ее заслуг.

Следует отметить, что это каталитические реакции, то есть добавление небольшого количества вещества (катализатора), непосредственно в реакции не участвующего, позволяет повести процесс по совсем другому пути. Таким образом, реакция, которая была невозможной, невероятной для химиков начала XX века, является сейчас одной из самых используемых, благодаря использованию разработанных катализаторов».

Ричард Хек получил степень кандидата наук в Университете Калифорнии в Лос-Анджелесе, работал в Цюрихе, а в конце карьеры получил позицию профессора в Университете Делавара, где и трудился до ухода на пенсию в 1989 году. Акира Судзуки родился в Японии, окончил университет Хоккайдо и работал там же профессором после получения степени кандидата наук. С 1963 по 1965 года он работал в качестве постдока у Герберта Чарльза Брауна в Университете Пердью (штат Индиана), затем вернулся в родной университет. Эйити Нагиси родился в Японии и защитил кандидатскую диссертацию в Университете Токио. После этого работал как постдок в Университете Пенсильвании, а сейчас является профессором университета Пердью.

Негиси по телефону принял участие в пресс-конференции, где были озвучены имена лауреатов, и честно признался, что спал, когда ему позвонили из Нобелевского комитета с радостной новостью.

Интересно, что в этом году эксперты не угадали ни одного из «научных» лауреатов Нобелевской премии.

Специалисты прогнозировали вручение премии в области химии Патрику Брауну из Стэнфордской медицинской школы в Калифорнии, который изобрел микропанели (твердые носители небольшого размера, например стекло, нейлон или металлическая пластинка, с прикрепленными к ним в определенном порядке короткими олигонуклеотидами или фрагментами ДНК), известные также как ДНК-чипы. Теперь эти устройства широко используются учеными для исследований механизма активации генов в различных клетках. Другим претендентом являлся Стивен Липпард из Массачусетского технологического института, создавший ряд лекарств для борьбы с раком на основе платины. Вот уже несколько лет в число фаворитов безнадежно входит швейцарец Михаэль Гретцель, который почти 20 лет назад изобрел солнечную батарею на основе сенсибилизированных красок, получившую название «ячейка Гретцеля».

Единственным отечественным лауреатом Нобелевской премии по химии является Николай Николаевич Семёнов (1896–1986) «за исследования механизма химических реакций».

В 1956 году он получил половину от премии в размере 200123 шведских крон (около 210 тысяч евро в современном эквиваленте) наравне с британцем Сирилом Норманом Хиншельвудом.

Таким образом, лауреаты половины Нобелевских премий 2010 года уже объявлены. В четверг будет определен обладатель «Нобеля» по литературе, в пятницу в столице Норвегии Осло назовут лауреата Нобелевской премии мира, а в следующий понедельник определится судьба премии по экономике.