andresol: (Default)
[personal profile] andresol
Получайте. Отобрал четыре статьи из недавно прочитанных, о которых могу хоть что-то рассказать.

1. Perspective в JACS’е, сочиненный Рональдом Бреслоу из Колумбийского университета, что в городе Нью-Йорке. Evidence for the Likely Origin of Homochirality in Amino Acids, Sugars, and Nucleosides on Prebiotic Earth. J. Am. Chem. Soc., ASAP.


Стоило мне написать про гомохиральность, как в JACS’е появился perspective на эту тему. Такого рода статьи в JACS’е – редкость и публикуются по большому блату. Я тоже очень уважаю Рональда Бреслоу за разнообразие научных направлений, которыми он занимался последние 60 лет. Если бы в свое время я выбрал для аспирантуры Коламбию, то, возможно, попросился бы к нему в группу. Тогда я думал, что Бреслоу уже студентов не берет, а оказывается, он живее всех живых и занимается самыми глубинными вопросами.

Однако за данный обзор Бреслоу был заслуженно раскритикован в химических блогах. Во-первых, только посмотрите на уродливые структуры (в левом нижнем углу). Уж к 80-ти годам можно научиться пользоваться ChemDraw. Во-вторых, эта статья – самоплагиат, который в науке не приветствуется. Бреслоу чуть ли не дословно перепечатал свой недавний рассказ из Tetrahedron Letters (не сравнивал, верю на слово: да, заголовки идентичны). В-третьих, Бреслоу уличили в незнании или замалчивании фактологического материала. Тут надо кратко рассказать, что он собственно сделал.

Оказывается, в некоторых метеоритах нашли аминокислоты явно внеземного происхождения в нерацемической форме (ee до 10%). Они могли образоваться в космосе за счет фотолиза недостающего энантиомера поляризованным светом, который сквозь земную атмосферу не проникает (ни сейчас, ни в прошлом). Некоторые ученые и среди них Бреслоу вопрошают: не являются ли эти космические засланцы источником земной гомохиральности?

И вот тут Бреслоу ссылается, что якобы нерацемические аминокислоты в метеоритах относятся исключительно к α-метил аминокислотам, которые в земной биологии не участвуют. И изучали в его лабе экспериментально, можно ли перенести эту хиральность на «природные» аминокислоты путем трансаминирования с соответствующими α-кетокислотами. Знатоки утверждают, что эта работа может оказаться излишней, так как в некоторые метеоритах был обнаружен энантиомерный избыток и некоторых «природных» аминокислот (глутаминовой, аспарагиновой).

Но более всего Бреслоу досталось за динозавров, состоящих из D-аминокислот. В конце статьи профессор пошутил:

An implication from this work is that elsewhere in the universe there could be life forms based on D-amino acids and L-sugars, depending on the chirality of circular polarized light in that sector of the universe or whatever other process operated to favor the L-α-methyl amino acids in the meteorites that have landed on Earth. Such life forms could well be advanced versions of dinosaurs, if mammals did not have the good fortune to have the dinosaurs wiped out by an asteroidal collision, as on Earth. We would be better off not meeting them.

«Как следствие, где-нибудь во Вселенной могут существовать другие формы жизни на основе D-аминокислот и L-сахаров в зависимости от хиральности тамошнего циркулярно-поляризованного света или другого процесса, приведшего к образованию L-α-метил аминокислот в метеоритах, упавших на Землю. Такие формы жизни вполне могут быть продвинутой версией динозавров, в том случае, если местным млекопитающим не повезло, и динозавров не укокошило столкновение с астероидом, как это произошло на Земле. И лучше бы нам с ними не встречаться».


JACS издал пресс-релиз, и журналисты быстро раздули шутку до «профессор Колумбийского университета обнаружил разумных динозавров на других планетах». Потому что это интересно, а химия – это скучно.

2. Теперь статья Ги Ллойд-Джонса из Бристоля. A Metathesis Approach to Volatile Olefins: Synthesis of 18O-Allyl Alcohol. Chem. Eur. J. 2011, 17, 4724-4726.



В Беркли регулярно проходят семинары (= лекции приглашенных профессоров): в 11 утра по вторникам – органические, в 4 часа по пятницам – неорганические (а часто металлоорганические). Я стараюсь на них ходить, но рассказывать в блоге чаще всего нечего.

Вот завтра приезжает к нам из Бристоля Guy C. Lloyd-Jones. Послушаем завтра, как его представят: Гай или Ги. Гай – это не Гай Юлий Цезарь (тот Gaius), а произношение английского слова guy – парень, чувак. Скорее всего, он все-таки Ги, как Guy Bertrand (специалист по карбенам), потому что как можно иметь со столь благородной фамилией, столь простонародное имя-кличку.

Перед лекциями я стараюсь почитать труды приезжих профессоров, чтобы составить некое предварительное мнение. Ллойд-Джонс интересуется многими вопросами в металлокомплексном катализе (включая дегидрогенирование амин-боранов), и я выбрал эту статью в CEJ, потому что она короткая и необычная.

Как бы вы стали получать аллиловый спирт, меченный изотопом 18O? Я сразу подумал о том, чтобы загасить аллил Гриньяр соответствующей тяжелой водой. «Плохо получится», – заявляют авторы. Они на собственном опыте столкнулись с невозможностью получить малые количества (250 мкл) чистого CH2=CHCH218OH, который летуч и образует азеотропы со многими растворителями.

В результате они пошли в обход. Навесили на двойную связь будущего спирта дополнительный структурный кусок, который сделал все интермедиаты нелетучими (известный подход: летучие соединения никто не любит; если надо отрабатывать методологию, то лучше на чем-нибудь твердом). А потом, когда изотоп был введен, они добавили немножко катализатора Граббса–Ховейды (без растворителя) и быстро (пока двойная связь не изомеризовалась на рутении в пропаналь) отогнали получающийся аллиловый спирт из реакционной смеси. Процесс еще можно назвать double bond deprotection by RCM, что, возможно, не совсем верно, но по сути было продемонстрировано.

3. Профессор-синтетик Хиллхаус из Чикаго и профессор-расчетчик Кундари из северного Техаса. A Two-Coordinate Nickel Imido Complex That Effects C–H Amination. J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 771-773.


Среди авторов этой статьи целых два семинарских докладчика. Так уж совпало, что профессор Том Кундари был в Беркли в прошлую пятницу, а на этой и следующей неделе мы слушаем Грега Хиллхауса. Я профессора Хиллхауса видел в 2010-ом на Гордоновской конференции, но он тогда не докладывался.

Профессор Кундари – теоретик. Любит коллаборировать с экспериментаторами и рассчитывать для них разные штуки, рисовать красивые орбитальные картинки и включать всякие умные слова: “An otherwise σ* 3dz2 Ni orbital is greatly stabilized by symmetry-allowed mixing with the 4s Ni orbital, increasing its nonbonding character.”

В своей презентации он упомянул и эту статью по никелю, но акцент сделал на окислении метана в метанол. О, это еще одна большая тема. Возможно, более приземленная, чем гомохиральность, но в последнее время я сталкиваюсь с ней слишком часто.

До Кундари к нам приезжал Джон Беркоу из Калтеха, который тоже метан активирует: на платине и на рении. Между прочим, окисление метана в метанол с помощью соединений платины(IV), известно как реакция Шилова («Шайлов кемистри», как сказал студент, задающий вопрос), так как открыта она была в конце 1960-х советским химиком Александром Шиловым.

Дело вот в чем: метана CH4 много (больше нефти), но он газообразный и относительно нереакционноспособный. Его легко сжечь до CO2, но трудно окислить (селективно и дешево) до жидкого метанола, потому что тот окисляется намного легче. Пока идут в обход: превращают метан и воду в CO и водород (500 ºС), а из них уже получают метанол. Про еще одну реакцию Беркоу сказал: «Тот, кто подберет для нее хороший катализатор, станет очень знаменитым и очень богатым». Это окислительное сочетание метана в этилен:

2 CH4 + O2 → H2С=CH2 + 2 H2O.

Профессор Кундари сравнил возможность окисление метана с НЛО (то что UFO, а не нелинейная оптика). Есть скептики, которые не верят, что возможно подобрать катализатор, работающий в мягких условиях. Есть true believers, которые заявляют, что не может же так быть, чтобы нигде во Вселенной не нашлось вещества, которое бы эту реакцию катализировало при комнатной температуре (есть же в конце концов метан-окисляющие бактерии и их ферменты). Кого нет, так это сторонников конспирологической теории, что американское правительство давно открыло такой катализатор, но засекретило его в военных целях.

Но вы скажете, что статья-то не про метан, а про некий двукоординированный комплекс никеля. Я знаю: прилепили на никель два рогатых заместителя и радуются: ха-ха-ха, здесь у нас пи-связь. Даже в C&EN про них написали. А я так и не понял, какая от этого (IPr*)Ni=N(dmp) польза для сельского хозяйства. Возможно, Хиллхаус в пятницу меня переубедит.

4. Еще один CEJ от шведов Margareta R. A. Blomberg и Per E. M. Siegbahn (Stockholm University) и их бывшего китайского постдока Shi-Lu Chen (Beijing Institute of Technology). How is Methane Formed and Oxidized Reversibly When Catalyzed by Ni-containing Methyl-Coenzyme M Reductase? Chem. Eur. J., Early view.


Итак, последняя на сегодня статья. Особого повода читать ее у меня не было. Но раз в пять недель у нас случаются так называемые subgroup meetings, когда к Джону в офис приходят обсуждать науку 6-7 человек, работающих с родием и иридием. По другим темам есть свои группы, но они собираются в другие дни недели, а мы по четвергам. Прямо перед общим group meeting’ом. Так что как утром засядем – так до вечера и заседаем.

Традиционно встреча подгруппы начинается с того, что каждый аспирант/постдок рассказывает об одной-двух интересных статьях, что он/она прочитал(а) за последний месяц. Мне с моим критическим складом ума сложно находить интересные статьи. Все они мне кажутся пресными. Вот и берусь я читать всякую экзотику.

Эту, например, сочинили люди с физического факультета Стокгольмского университета. Изучаемая реакция – та же самая монофункционализация метана. Только на этот раз ферментативная. На самом деле архея, из которой была выделена никель-содержащая метил-коэнзим М редуктаза (MCR), метан производит. И в этом, менее интересном направлении реакция уже хорошо изучена, в том числе теоретически: из двух предложенных механизмов один оказался предпочтителен. Но тут оказалось, что и обратная реакция – окисление метана – тоже возможна на том же никеле. Казалось бы, принцип микрообратимости намекает, что механизм обратной и прямой реакций должен идти через те же интермедиаты. Что тут считать? Но шведы и китаец посчитали. Расчетчики – люди упрямые. У каждого свой любимый метод, который дает правильный результат.

Весь фермент им, конечно, считать слабо. Оставили они от реакционно центра рожки да ножки: никель, кусок порфириного цикла, крезольные ядра вместо двух тирозинов, да кусочек глутамина. Всего 102 атома. Вот и судите, насколько точным будет расчет энергий.

В общем, я не расчетчик и ничего не понял: зачем и как считали. И врубаться не хочу. Не верю в расчеты и все тут. Обычно их подгоняют под экспериментальные данные и делают тривиальные выводы (чтобы реакция шла быстрее, ее надо греть, а вместо хлора взять фтор). Не буду докладывать статью на subgroup meeting’е. Поищу что-нибудь попонятнее.

***

Ну что, хватит четырех статей? Тогда голосуем за лучшую из них, против всех или выдвигаем своих кандидатов.

Date: 2012-04-17 12:38 pm (UTC)
From: [identity profile] grihanm.livejournal.com
Я за 3-ю голосую. Потому что красивые рентген-структуры люблю и потому что твой подтекст интересный :)

Date: 2012-04-17 04:40 pm (UTC)
From: [identity profile] andresol.livejournal.com
Логичный выбор с твоей стороны. У меня самая главная аспирантская статья тоже содержит набор структурно новых, но пока бесполезных соединений.

А Хиллхаус к нам на целую неделю приедет. В эту пятницу будет говорить о трехкоординированных комплексах никеля, а в следующую - о двукоординированных. Возможно, после двух лекций я стану лучше понимать, чем эта статья отличается от остальных его публикаций.

Date: 2012-04-17 04:45 pm (UTC)
From: [identity profile] grihanm.livejournal.com
Про никель мне особо интересно. Думаю когда-нибудь стартап открыть - менять платину в катализаторах гидросилиляции на никель. Есть несколько неопубликованных заготовок с пиэйчди, которые могут в принципе заработать.

Date: 2012-04-17 04:50 pm (UTC)
From: [identity profile] andresol.livejournal.com
В добрый путь. Недавно статья в Science была, где гидросилилирование вообще с железным катализатором делали. Но Хартвиг заметил, что стоимость лиганда там побольше стоимости платины будет.

Date: 2012-04-17 04:51 pm (UTC)
From: [identity profile] grihanm.livejournal.com
Если у тебя ссылка близко где-то есть - на Science и/или на хартвига - буду признателен)

Date: 2012-04-17 04:59 pm (UTC)
From: [identity profile] andresol.livejournal.com
http://www.sciencemag.org/content/335/6068/567.full

А Хартвиг устно высказался, когда эту статью на встрече группы представляли.

Date: 2012-04-17 05:14 pm (UTC)
From: [identity profile] grihanm.livejournal.com
огромное спасибо!

Date: 2012-04-17 05:39 pm (UTC)
From: [identity profile] d-s-p.livejournal.com
Мне больше всего нравится первая. Как нынче говорят: может и баян но мне как-то пох.. но я раньше не видел.
А проблема хиральности общая и решение ее - интересное (я имею ввиду про возникновения из поляризованного света в космосе, а не перенос).

Date: 2012-04-17 05:47 pm (UTC)
From: [identity profile] andresol.livejournal.com
Мне тоже интересны все работы, связанные с возникновением жизни. Есть в них глобальный космический размах, который легко осознать даже не химику. К сожалению, большинство профессоров закапывают себя в более приземленные проблемы.

Чтение книжки о разнообразных теориях возникновения гомохиральности навело меня на мысль, что, вполне возможно, мы еще не открыли того физического эффекта, который привел к преимуществу одного из энантиомеров.

Date: 2012-04-17 05:50 pm (UTC)
From: [identity profile] d-s-p.livejournal.com
Почему бы и нет.
Хотя, мне кажется, что сейчас только очень тонкие физические эффекты открывают. Слабые взаимодействия во всех смыслах.

Date: 2012-04-17 05:57 pm (UTC)
From: [identity profile] andresol.livejournal.com
Одна из ведущий теорий как раз вытекает асимметричности слабых взаимодействий электронов с кварками, которая делает энантиомеры разными по энергии. До 1960-х никто о ней и подумать не мог.

Date: 2012-04-19 12:42 am (UTC)
From: [identity profile] ph-below-7.livejournal.com
ee = "энантиоселективный избыток" или "еЁ"? :)

Date: 2012-04-19 12:56 am (UTC)
From: [identity profile] andresol.livejournal.com
Я имел в виду избыток, но можно читать и так, и так. Смысл от этого особо не изменится:)

Date: 2012-04-17 05:48 pm (UTC)
From: [identity profile] d-s-p.livejournal.com
То что понравилось из последнего мне, конечно не идет в сравнение с тем о чем написано выше. Но все равно интересно:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adsc.201100863/abstract
Анализ катализаторов метатезиса на пластинке - в общем-то банально, но удобно
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/chem.201103870/abstract
Очень необычная реакция (по селективности) для синтеза краун-эфиров.

Date: 2012-04-17 05:55 pm (UTC)
From: [identity profile] andresol.livejournal.com
Тоже интересные статьи. Может быть, даже поинтереснее тех, что я привел. Профессора Хартвига сейчас очень интересует high-throughput screening катализаторов, у нас даже отдельный workshop с человеком из Мерка на эту тему был.

Ну, и все, что катализируется родием, формально относится к моему проекту. Хотя это, конечно, специальный случай получения карбенов с родием(II), в то время как я с родием(I)/(III) играюсь. В общем, будет время, посмотрю обе статьи. Может быть, они подойдут для доклада на subgroup meeting'е.

Date: 2012-04-21 09:23 am (UTC)
From: [identity profile] andresol.livejournal.com
Кстати, на supgroup meeting'e доложил статью про скрининг катализаторов на пластинке ТСХ. Спасибо за подсказку.

А мой русский коллега представлял статью Бреслоу, про которую Джон сказал, что все это фигня и не имеет отношения к тому, как возникла гомохиральность на самом деле.

Date: 2012-04-17 11:22 pm (UTC)
From: (Anonymous)
«Я не расчетчик и ничего не понял: зачем и как считали. И врубаться не хочу».
Весьма типичная позиция типичного органика. В плане теории значительная часть из них, на мой взгляд, как застряла где-то в начале двадцатого века, так там и пребывает.

«Не верю в расчеты и все тут. Обычно их подгоняют под экспериментальные данные и делают тривиальные выводы».
Не совсем понимаю, какой смысл выступать с рассуждениями якобы о науке, если в данном случае они подперты чисто конъюнктурными соображениями, да еще и не своими собственными, похоже, а позаимствованными из чужого опыта.

Теперь по сути. Сигбан-самый-младший – не расчетчик. Сферовакуумный расчетчик – это китайский аспирант/постдок, и относиться к таким деятелям и правда надо с большой осторожностью. А вот Пэр сделал себе имя как настоящий химик-теоретик, причем очень крупного калибра. В Швеции, после смерти Бьйорна Рооса, он, по-моему, вообще один такой остался. Да и во всей Европе столь известных (хотя и не всеми любимых) фигур немного. Что касается «подгоняют под экспериментальные данные», то как раз от Сигбана слышал весьма агрессивную критику такого подхода: дескать, руководители экспериментальных групп взяли моду заводить себе карманных расчетчиков и с их помощью пытаться проталкивать свои высосанные из пальца идеи. Так что его работу с Бломберг, как мне кажется, стоит рассматривать не как попытку подгона под эксперимент, а как вполне независимую точку зрения самодостаточного химика-теоретика.

Date: 2012-04-17 11:51 pm (UTC)
From: [identity profile] andresol.livejournal.com
Спасибо за развернутый комментарий. Если бы я расчеты по-настоящему не любил и ничего бы от них не ждал, то я бы не стал читать эту статью, а уж тем более писать о ней в блоге. Но признаю, что 99% органиков - люди практичные. Им нужны выходы и селективность повыше, а как они их достигнут - теоретическим анализом или тупым перебором - дело десятое. Чем-то сродни бухгалтеру, которому для работы хватает двух кнопок на калькуляторе, и он не понимает, зачем учил в вузе дифференциальное счисление.

Теперь к сути и выводам из статьи.
1) То, какой из двух механизмов более выгоден энергетически, уже было показано в их предыдущих работах: ничего нового тут нет. В конце концов, до этого можно было догадаться простой химической логикой, грубо прикинув энергии рвущихся и образующихся связей.
2) То, что реакция в прямом и обратном направлении протекает по одному и тому же механизму, - химический закон. Можно и не считать.
3) Рассчитанные энергии совпали с экспериментальными с точностью до 1-2 ккал/моль. Возможно, тут все честно, и даже если бы они не совпали, то опубликовали бы те числа, которые получились в результате рассчета. (Хотя приводятся данные как минимум трех методов, два из которых дают довольно неточные барьеры). Может быть, для расчетчиков важно знать, какие методы работают и какие факторы важны, но тем же органикам нужны цифры, а они уже были известны из эксперимента.

Я это все к тому, что если бы я принес эту статью к Хартвигу, то он бы меня спросил: "Что тут нового?". И мне пришлось бы ответить: "Ничего". Так как именно так я понял эту статью и ее выводы со своей колокольни.

Date: 2012-04-18 11:01 am (UTC)
From: (Anonymous)
«Можно было догадаться простой химической логикой, грубо прикинув»
Вот-вот, «догадаться, грубо прикинув». Именно эту методологию и обожает «теоретическая» органическая химия. Я с большим уважением отношусь к химической интуиции, но подозреваю, что она-таки не может адекватно заменить собой вообще всё.

«Реакция в прямом и обратном направлении протекает по одному и тому же механизму, - химический закон»
Этот закон фундаментален, но не универсален. Все, что протекает во внешних полях, в потоках, под действием излучений, с большими энергетическими выхлопами, сильно неравновесно или принципиально необратимо – все это имеет право нарушать микроскопическую обратимость. Примеров (в частности, в биокатализе) не так уж мало.

При всех моих далеко не деликатных возражениях, я не считаю сигбановскую статью важной и нужной. Нехорошо, конечно, подозревать классиков, но могу предположить, что имеет место попытка выдуть из серии безумно дорогих расчетов еще один пузырь. Более того, я имею определенные сомнения в том, что их методика работает правильно. Да и само увлечение Сигбана биологическими объектами не совсем понимаю, хотя он, конечно, имеет полное право заниматься тем, что лично ему приятно и интересно.

Date: 2012-04-18 05:18 pm (UTC)
From: [identity profile] andresol.livejournal.com
В тот момент, когда расчеты смогут решить практическую задачу быстрее, чем грубая оценка, все органики ломанутся в квантовики, и вместо огромных таблиц скрининга условий я буду видеть таблицу цифр: "Мы посчитали и оказалось, что лучший лиганд такой-то".

Пока же я вижу статьи, вроде сигбановской: есть экспериментальные данные, мы посчитали: да, расчет подтверждает экспериментальные данные.

Статья была бы намного интересней, если бы они показали, что механизмы прямого и обратного процессов разные. Вот тогда уже можно гадать, почему это так и так ли это на самом деле. А пока мне неясно, почему тривиальный вывод преподносится как некий плод сложнейших расчетов.

Я взялся читать эту статью с вопросом: "Можно ли в расчетных статьях найти подсказку для решения проблемы функционализации метана?". Возможно, я выбрал не ту статью и не ту проблему, но пока мой скепсис остался при мне.

Date: 2012-04-18 11:13 am (UTC)
From: [identity profile] drbernat.livejournal.com
Даже не знаю за что голосовать... По-моему все статьи по интересности меркнут по сравнению со способом их преподнесения тобой. Я бы ни одну из них на трезвую голову не читал бы. На пьяную тем более :)

Date: 2012-04-18 05:00 pm (UTC)
From: [identity profile] andresol.livejournal.com
Тоже мнение. Я бы добровольно прочитал только Бреслоу. К чтению остальных был какой-нибудь повод.

Ведь про большинство статей, что я читаю, я вообще ничего не могу сказать, кроме "Вот есть еще и такая статья". Потому подобные обзоры будут появляться не очень часто, а по мере накопления материала.

Date: 2012-04-20 12:22 pm (UTC)
From: (Anonymous)
почему "проблема гомохиральности" кажется вам такой важной? Поиск сверхслабых возмущений, которые потенциально могли бы привести к преобладанию одного энантиомера на фоне преобладания случая подобны попыткам обосновать преимущество правшей божественным образцом или вращением земли.

Date: 2012-04-20 05:04 pm (UTC)
From: [identity profile] andresol.livejournal.com
Проблема гомохиральности кажется мне важной потому что:
1) Касается фундаментального устройства мира вокруг нас;
2) Может быть легко объяснена широкому кругу образованных людей;
3) Требует для своего решения напряжения мозгов, а не только ковыряния в лаборатории;
4) Требует знаний не только по химии, но и по физике, математике, биологии, астрономии, географии;
5) Однозначное ее решение приведет к научной славе и всяким премиям;
6) Частичное ее решение может привести к новым методам асимметрического синтеза или разделения энантиомеров.

Гипотеза, что гомохиральность возникла в результате случая, никем пока не отвергается и тоже прорабатывается. Но доказательств для нее так же нет. Хотя, например, нахождение живых форм из D-аминокислот послужило бы мощным аргументом в ее пользу.

Date: 2012-04-27 02:24 pm (UTC)
From: [identity profile] buches.livejournal.com
Вау, look, JACS got balls to pull the Breslow's paper out for duplucation concerns: http://retractionwatch.wordpress.com/2012/04/27/jacs-temporarily-pulls-space-dinosaurs-paper-for-alleged-duplication/

Date: 2012-04-27 05:00 pm (UTC)
From: [identity profile] andresol.livejournal.com
Да, в англоязычной блогосфере эту статью так в последние дни запинали (в первую очередь за самоплагиат), что редакторы JACS не могли не отреагировать. Так что, кто успел прочитать, тот молодец.

January 2026

S M T W T F S
    1 23
456 78910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

Most Popular Tags

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags
Page generated Jan. 8th, 2026 08:50 am
Powered by Dreamwidth Studios