Карл Барри Шарплесс

Карл Барри Шарплесс

Карл Барри Шарплесс (Karl Barry Sharpless, родился 28 апреля 1941 года) — американский стереохимик. Он является дважды лауреатом Нобелевской премии по химии, известным своими работами по стереоселективным реакциям и клик-химии.

Шарплесс был удостоен половины Нобелевской премии по химии 2001 года «за исследования в области хирально катализируемых реакций окисления», и трети премии 2022 года, совместно с Кэролин Р. Бертоцци (Carolyn R. Bertozzi) и Мортеном П. Мелдалом (Morten P. Meldal), «за развитие клик-химии и биоортогональной химии». Шарплесс — пятый человек (помимо двух организаций), получивший Нобелевскую премию дважды, наряду с Мари Кюри (Marie Curie), Джоном Бардином (John Bardeen), Лайнусом Полингом (Linus Pauling) и Фредериком Сенгером (Frederick Sanger), и третий, получивший две премии в одной и той же дисциплине (после Бардина и Сенгера).

Ранние годы и образование

Шарплесс родился 28 апреля 1941 года в Филадельфии, штат Пенсильвания. Его детство было наполнено летними днями в семейном коттедже на реке Манаскуан (Manasquan River) в Нью-Джерси. Именно здесь Шарплесс развил любовь к рыбалке, которую пронес через всю жизнь; во время учебы в колледже он проводил лето, работая на рыболовных судах. В 1959 году он окончил школу Friends' Central School и продолжил обучение в Дартмутском колледже (Dartmouth College), получив степень бакалавра в 1963 году. Первоначально Шарплесс планировал поступить в медицинскую школу после получения степени бакалавра, но его научный руководитель убедил его продолжить образование в области химии. В 1968 году он получил докторскую степень по органической химии в Стэнфордском университете под руководством Юджина ван Тамелена (Eugene van Tamelen). Затем он продолжил постдокторскую работу в Стэнфордском университете (1968–1969) с Джеймсом П. Коллманом (James P. Collman), занимаясь металлоорганической химией. Затем Шарплесс переехал в Гарвардский университет (1969–1970), изучая энзимологию в лаборатории Конрада Э. Блоха (Konrad E. Bloch).

Академическая карьера

Шарплесс был профессором в Массачусетском технологическом институте (1970–1977, 1980–1990) и Стэнфордском университете (1977–1980). Во время работы в Стэнфорде Шарплесс открыл асимметрическое эпоксидирование Шарплесса, которое использовалось для производства (+)-диспарлюра ((+)-disparlure). По состоянию на 2023 год Шарплесс руководит лабораторией в Scripps Research.

Исследования

Шарплесс разработал стереоселективные реакции окисления и показал, что образование ингибитора с фемтомолярной эффективностью может катализироваться ферментом ацетилхолинэстеразой, начиная с азида и алкина. Он открыл несколько химических реакций, которые превратили асимметрический синтез из научной фантастики в относительно рутинную практику, включая аминогидроксилирование, дигидроксилирование и асимметрическое эпоксидирование Шарплесса.

В 2001 году он был удостоен половины Нобелевской премии по химии за свою работу по хирально катализируемым реакциям окисления (эпоксидирование Шарплесса, асимметрическое дигидроксилирование Шарплесса, оксиаминирование Шарплесса). Вторая половина премии того года была разделена между Уильямом С. Ноулзом (William S. Knowles) и Рёдзи Ноёри (Ryōji Noyori) (за их работу по стереоселективному гидрированию).

Термин «клик-химия» был введен Шарплессом около 2000 года и был впервые полностью описан Шарплессом, Хартмутом Колбом (Hartmuth Kolb) и М. Г. Финном (M.G. Finn) в научно-исследовательском институте Scripps Research в 2001 году. Он включает набор высокоселективных экзотермических реакций, протекающих в мягких условиях; наиболее успешным примером является азид-алкиновое циклоприсоединение Хьюсгена для образования 1,2,3-триазолов (azide alkyne Huisgen cycloaddition).

По состоянию на 2024 год индекс Хирша Шарплесса составляет 130 согласно Scopus.

Награды и почести

Шарплесс — дважды лауреат Нобелевской премии. Он является получателем Нобелевской премии по химии 2001 и 2022 годов за свою работу по «хирально катализируемым реакциям окисления» и «клик-химии» соответственно.

Он был удостоен премии Вольфа по химии 2001 года вместе с Анри Б. Каганом (Henri B. Kagan) и Рёдзи Ноёри (Ryoji Noyori) «за их работу по развитию асимметрического катализа для синтеза хиральных молекул, которые помогают в производстве многих полезных продуктов».

В 2019 году Шарплесс был награжден медалью Пристли (Priestley Medal), высшей наградой Американского химического общества, за «изобретение каталитических асимметрических методов окисления, концепцию клик-химии и развитие катализируемой медью версии реакции азид-ацетиленового циклоприсоединения». В 2023 году он получил золотую медаль Американского института химиков.

Он является заслуженным университетским профессором в Университете Кюсю (Kyushu University). Он имеет почетные степени Королевского технологического института KTH (1995), Мюнхенского технического университета (1995), Католического университета Лёвена (1996) и Уэслианского университета (1999).

Личная жизнь

Шарплесс женился на Джен Дюсер (Jan Dueser) в 1965 году, и у них трое детей. Он ослеп на один глаз во время лабораторного инцидента в 1970 году, когда взорвалась пробирка ЯМР, вскоре после того, как он прибыл в MIT в качестве доцента. После этого несчастного случая Шарплесс подчеркивает: «Никогда нет достойного оправдания тому, чтобы не носить защитные очки в лаборатории в любое время».