Самое интересное в химии в 2006 году

Ежегодно в декабрьском выпуске журнала Американского химического общества Chemical & Engineering News приводится своеобразный дайджест наиболее интересных публикаций и открытий, увидевших свет в уходящем году. Вот некоторые из них:

В области органической химии прогресс был достигнут как в синтезе отдельных соединений, так и в развитии синтетических методов:

Впервые был осуществлен полный синтез UCS1025A, многообещающего ингибитора фермента теломеразы [1]. На это соединение возлагаются большие надежды в области химиотерапии рака.

Другое искусственно синтезированное в этом году соединение – озельтамивир фосфат (oseltamivir phosphate) [2] также имеет отношение к медицине. Оно представляет собой активный ингредиент антивирусной вакцины Тамифлу (Tamiflu), перспективной в лечении вируса «птичьего гриппа».

Впервые за почти 70 лет многочисленных попыток синтезирован 2-хинуклидон (2-quinuclidone) [3].

Ранее синтезировались только замещенные производные этого циклического амида, неустойчивость которого обуславливается как напряжением циклов, так и весьма лабильной амидной связью.

Среди других достижений органического синтеза – трехстадийный каскадный каталитический процесс, позволяющий получить тетразамещенный циклогексен карбальдегид из простых исходных веществ в режиме “one pot synthesis” [4].

В 2006 году также разработан новый тип хемоселективного амидоформирующего лигатирования [5], позволяющий связывать пептиды и синтезировать олигомеры бета-пептидов. Высокая хемо-и региоселективность метода наряду с высоким уровнем атомной экономии позволяет говорить о новом лигатировании как о «наиболее многообещающем химическом способе синтеза протеинов почти за десятилетие».

Химия углеводов отмечена разработкой высокопроизводительного метода для скрининга гликозилтрансфераз с желаемой активностью [6]. Эта работа в дальнейшем позволит синтезировать новые серии новых функционализированных сахаров.

Химики-аналитики научились применять наноразмерную масс-спектрометрию вторичного иона (nanoSIMS) для изучения бинарных слоев липидов с разрешением меньшим, чем 100 нм [7]. Результаты таких исследований позволят добиться лучшего понимания строения и функций биологических мембран.

Специалистами в области компьютерной химии разработана программа SCHEMA, позволяющая прогнозировать вторичную и третичную структуры белка а также его функциональные свойства по аминокислотной последовательности [8]. Возможности программы были продемонстрированы созданием библиотеки структур около 3000 искусственных ферментов класса цитохром P450.

Химикам-неорганикам в 2006 году покорились недоступные прежде молекулы и атомы.

В этом году впервые в растворе и в мягких условиях была получена двухатомная молекула фосфора (Р₂) [9]. Помимо чисто академического интереса новая аллотропная модификация фосфора может оказаться полезной для синтеза соединений со структурным фрагментом Р₂, например, дифосфинов для металлокомплексного катализа.

В 2006 году была заполнена очередная клетка в Таблице Менделеева [10]. В результате сотрудничества физиков-ядерщиков из Дубны и Ливерморской лаборатории было зафиксировано три одинаковых серии реакций распада, свидетельствующие о получении трех ядер элемента № 118. Теоретически, этот элемент принадлежит семейству инертных газов и является более тяжелым аналогом радона.

2006 год оказался богатым на новые открытия в области космохимии. В первую очередь это касается развития работ по проекту «Звездная пыль» (Star Dust). Анализу данных, полученных при «атаке» на комету Темпель 1 (Tempel 1), посвящен специальный выпуск журнала Science [11]. Исследование проливает свет на строение кометного ядра и, возможно, позволит заглянуть в прошлое Солнечной системы и Земли.

Не менее важным космохимическим открытием является обнаружение в межзвездном пространстве гексатриин-анионов – C₆H^— [12]. До этого открытия времени химический состав газопылевых и молекулярных космических облаков ограничивался списком из 130 нейтральных частиц и 14 катионов. Обнаружение карбанионов в межзвездном пространстве опровергает бытовавшее мнение о том, что радиационное излучение в открытом космосе быстро избавит анион от избыточного электрона, превратив его в радикал.

Такими видят «химические» итоги 2006 года авторы журнала Chemical & Engineering News. Не знаю почему, но открытия в области металлоорганической химии и ее практических приложений не вошли в этот список. Это вдвойне удивительно в связи с тем, что трое из десяти наиболее цитируемых химиков 2006 года – металлоорганики.

Добавлю, что, по моему мнению, самой интересной работой в области органической химии переходных металлов является получение циафидного лиганда -СР (фосфорсодержащего аналога карбонила или цианида), углерод-координированного с атомом рутения [13].

Наиболее значимое практическое приложение переходных металлов (опять же с моей точки зрения) – разработка мягкой каталитической конверсии метана в метанол в присутствие концентрированной серной кислоты и хлоридов или оксидов платины, растворенных в ионных жидкостях [14].

Старый год уходит, лаборатории пустеют перед праздниками, и сейчас, в канун 2007 года остается только гадать, какие новые открытия и достижения принесет нам наступающий Новый год.

Источники: Chemical & Engineering News; [1] J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 426; [2] J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 6310; [3] Nature 2006, 441, 731; [4] Nature 2006, 441, 861; [5] Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 1248; [6] Nat. Methods 2006, 3, 609; [7] Science 2006, 313, 1948; [8] PLoS Biol. 2006, 4, e112; [9] Science 2006, 313, 1276; [10] Phys. Rev. C 2006, 74, 044602; [11] Science 2006, 313; [12] Astrophys. J. 2006, 652, L141; [13] Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, P. 6159; [14] Chem. Commun., 2006, 4617