KJEMI nr. 6 - 2022

Tlf.: 22 90 00 00 salg.no@vwr.com P R O S J E K T | P R O S E S S | P R O D U K T | www.kjemidigital.no 06 2022 KJEMISK JULEKALENDER PILTREKKING NOBELPRISEN 2022 God Jul! vv v

Fast Protein LC Kompleks proteinrensing SKREDDERSYDD VÆSKEKROMATOGRAFI Kurs og lokal service Nerliens Meszansky AS | Økernveien 121 – 0579 Oslo | +47 22 66 65 00 | info@nmas.no www.nmas.no Kolonner og forbruk innen kromatografi | Referansematerialer | Ringtestprogrammer • HPLC/UHPLC Fleksibilitet og maksimal ytelse til forskning, rutine og undervisning • Ultra Low Dispersion Chromatography Unik separasjon og sensitivitet • HPLC/UHPLC online SPE Renere prøver og og raskere analyser • Preparativ LC Skalerbar og tilpasset opprensing • Simulated Moving Bed Kontinuerlig separasjon og fraksjonering • LC Column Testing Automatisk kolonnetesting

K J E M I 6 2 0 2 2 INNHOLD 4 Nå er det (eksperiment-) jul ig jen! 6 Syntese av legemidler 8 100 år med pi ltrekking 16 Referat: «Industry Seminar» 2022 18 Nobelprisen i kjemi gikk t i l kl ikk-kjemi og bioortogonal kjemi 24 Huw Davies på Norgesvisi tt 25 Kort rapport: EuChemS Divisjon for grønn og bærekraft ig kjemi 26 Noen ord fra presidenten 28 Firmaguiden 29 Innkjøpsregister 31 NKS gratulerer! FORSIDEBILDE: Magne O. Sydnes og Inge Christ ved Kjemisk institutt, Universitetet i Stavanger, holder på tradisjonen og kommer også i år med kjemisk julekalender. Du finner kalenderen på www.uis.no fra 1. desember 2022. Foto: Mari Mæland Nilsen Sjekk våre websider for mer informasjon og kontaktdata www.samsi.no Tlf. 35 97 56 00 Lavfelt NMR for raske analyser av protein, fett og vann Med analysetid på to minutter, ingen prøvepreparering eller bruk av løsemidler, er den nye Bruker the minispec lavfelt NMR-teknikk mest miljøvennlig og rimelig per analyse. Metoden er robust og gjør pålitelig bestemmelse av nøkkelparametre som protein, fett og vann i stort sett alt av biologisk materiale og næringsmidler. Teknikken er opprinnelig utviklet for analyse av kroppssammensetning i levende mus og rotter, men kan også direkte anvendes på kjøtt, fisk, pølser, kylling, meieriprodukter etc. Lavfelt NMR regnes i dag som den mest kostnadseffektive og miljøvennlige analyseteknikken for både R&D og industriell bruk. ANALYTICAL APPLICATION SERVICES Samsi janaur 2021.indd 1 03.02.2021 16:17

4 K J E M I 6 2 0 2 2 Slik står eksperimentet beskrevet i Volum 1: Chemical demonstrations, av B. Z. Shakhashiri. Det er like spennende hver gang – å teste ut nye eksperimenter, og se om vi får det til, som beskrevet. Eller kanskje endre litt på resepten, sjekke om vi får en litt kraftigere reaksjon… Det er den tiden av året igjen der gjengen fra Universitetet i Stavanger trekker inn på labben og drar med seg et helt kamerateam. Målet er å gjennomføre 24 eksperimenter i løpet av to hektiske dager. Opptakene redigeres så av vår kyndige kameramann og redigerer Stian Skjerping – og «vipps» har vi innhold til 24 luker i julekalenderen. Julekalenderen med ett nytt eksperiment hver dag, har blitt en tradisjon. I år er det syvende gang på rad at vi gjør dette. I år har vi også med oss Mari Mæland Nilsen og Markus Barkved. Som vårt faste publikum har blitt vant med, er det en blanding av enkle eksperimenter som egner seg Nå er det (eksperiment-) jul igjen! Bland 0,1 gram svovel og 1 gram natriumperoksid, til en homogen blanding. Legg det i en haug, lag en fordypning i toppen, og drypp 1 til 3 dråper vann – og trekk deg hurtig unna (Figur 1)! Magne O. Sydnes og Inge Christ, Universitetet i Stavanger

5 K J E M I 6 2 0 2 2 godt å gjennomføre hjemme eller på skolen, men vi har jo erfart at det er de mest spektakulære eksperimentene som slår best an hos vårt publikum – som ofte er skolebarn rundt om i landet (Figur 1, 2 og 3). Målet med kalenderen er å vise hvor spennende kjemi er. Men det som kanskje driver oss, er spenningen når vi lykkes med en for oss ny kjemisk reaksjon. Vi må ærlig innrømme at det er en veldig motiverende faktor, ikke bare med kjemiske reaksjoner, men kanskje i alt arbeid. Uten en indre motivasjon, blir mye arbeid lett tyngre å utføre. De aller fleste har litt erfaring med kjemi fra egen skolegang, i naturfagtimene. Vi har erfart at stadig færre skolebarn får lov til å gjennomføre utfordrende kjemieksperimenter på skolen. Derfor er det veldig viktig å gjøre realistiske eksperimenter, og vise hvor spennende det kan være. God fornøyelse! Figur 1. Antenning av rødt fosfor og kaliumklorat med et lodd (foto Mari Mæland Nilsen). Figur 2. De to glade kjemikerne kan skimtes bak røyken etter å ha sprengt en flaske med flytende nitrogen i en bøtte med baller (foto Mari Mæland Nilsen). Figur 3. Reaksjonen mellom kaliumklorat og sukker som tennes med noen dråper svovelsyre er heftig (foto Mari Mæland Nilsen).

6 K J E M I 6 2 0 2 2 Han og kona Jong strukturoppklarte et fargestoff, astaxantin. Etter grunnstudiene kom jeg inn på instituttet. Etter hovedfagseksamen, ble det forsket på et diterpenoid, Solidagenon, i samarbeid med en gruppe i Glasgow, McCrindle. Senerere ble forskningen utført i flere år på MIT ved Boston, USA, og i San Diego i California. Et Europeisk samarbeidsorgan COST, Cooperation in Science and Technology, startet jeg i biokatalyse etter å ha fremlagt et memorandum i Bryssel og det var etter hvert 22 universiteter som deltok. Speilbildelegemidler: Ketamin For noen år siden var jeg på Snøhetta på ski. På veien ned falt jeg, fikk skulderen ut av ledd og ble liggende på snøen noen timer før mine kamerater fikk tak i helikopter. I sykestua på Dombås (jeg ble hentet i helikopter) injiserte legene meg med flere kjemikalier (legemidler). En av dem var ketamin. Etter at legen hadde satt støvelen i armhulen og dratt i armen, kom skuldra på plass. Dette ble jeg fortalt senere. Da jeg våknet i sykestua, trodde jeg at jeg så Dovretoget dundre av gårde i taket på sykestua. Noen organiske stoffer har den egenskapen at de finnes i to former som er speilbilder av hverandre, men de er ikke like. De er det vi kaller kirale og de to formene kalles enantiomere. Ketamin er et stoff som består av to former. Vi kaller de to formene (R)-ketamin og (S)-ketamin. De forholder seg til hverandre som hendene våre, de er speilbilder av hverandre – og de er forskjellige bare når de vekselvirker med noe som har den samme egenskapen. For øvrig er de like. Akkurat som at høyre hånd bare passer til høyre hanske. Eller moderne sakser som er laget for høyre- eller venstre hendte. Når det gjelder ketamin så er (S)-formen et anestetikum (får deg til å sovne) og (R)-formen en halusinogen (gir deg halusinasjoner). Da jeg ble injisert med en blanding, hadde (S)-formen den ønskede virkning mens (R)-formen ga meg en uønsket virkning, nemlig halusinasjoner. Derfor Dovrebanen i taket på sykestua. Ketamin blir brukt mot depresjon. Hvilken av de to enantiomerene som virker mot depresjon, vites ikke. De to formene kan ha veldig forskjellig virkning. Kanskje bare halvparten er nok for ønsket effekt. Den andre halvparten er unødig eller kanskje skadelig. Kroppen vår er bygd opp av blant annet proteiner som også er kirale. Dette gjør at de to to-formene av ketamin har forskjellig virkning i kroppen. Dette gjelder mange legemidler. Det kan være teknisk vanskelig å fremstille de to formene enantiomert rene, og mange legemidler selges derfor som en blanding. Mange vanlige stoffer er kirale. Dette gjelder for eksempel lukt- og smakstoffer. (S)-Karvon smaker karve mens (R)-karvon smaker peppermynte. Vi omgås daglig søtningsstoffer i drikker og mat som er av denne typen. Om et stoff har to stereosentra, så blir det fire mulige varianter. Syntese av legemidler Da NTH ble startet i Trondheim i 1911 ble flere institutter grunnlagt blant annet organisk kjemi. Instituttleder ble Claus Nissen Riiber. På slutten av 1930 tallet ble Nils Andreas Sørensen valgt som styrer. Da krigen kom ble mange NTH-professorer fengslet. Sørensen var uheldig og fikk et skudd gjennom kroppen, gjennom nyra. Han overlevde og startet sin forskning som ble plante-naturstoffkjemi. Thorleif Anthonsen, Professor (em) i organisk kjemi, NTNU Illustrasjonsfoto: stock.adobe.com

7 K J E M I 6 2 0 2 2 Det vanligste søtningsstoffet, ved siden av sukrose (vanlig sukker) heter aspartam. Det er et dipeptid, det vil si det er satt sammen av to aminosyrer som hver har et stereosenter, med andre ord, det er fire mulige former av søtstoffet (RR, SS, RS og SR). Bare et av disse smaker søtt, de andre tre er bitre. Produksjon av søtningsstoffet aspartam er krevende. Det best kjente eksemplet på medisinsk betydning av kiralitet skyldes thalidomid, som på sekstitallet ble brukt mot kvalme som gravide føler. Thalidomid består av to former, speilbilder av hver- andre. Mange barn ble født med alvorlige skavanker. Senere ble det oppdaget at det var (S)-formen av thalidomid som var teratogen og som ga opphav til at barn ble født uten armer og ben. For at et nytt legemiddel skal bli godkjent må det gjennom en omfattende testprosess. Det er ikke norske ukeblader eller den amerikanske presidenten, som utfører dette, men først og fremst det amerikanske Food and Drug Administration, FDA. Grunnlaget for godkjenning består av flere faser. Fra tester på hundrevis av frivillige friske personer, og til slutt tester på syke mennesker. Det er ekstremt krevende og kostbart å få godkjent et nytt legemiddel. Derfor er nye legemidler svært kostbare. Det har vært kritikk i norske media mot høye priser på nye legemidler. Kritikken beror i stor grad på mangel på kunnskap om hva det koster å utvikle nye legemidler. Helsides annonser i ukeblader og aviser bruker uttrykket «kan» helbrede ditt og datt. Sterkere påstander ville nok medført alvorlige konsekvenser for de som markedsfører vidundermedisiner. Folk som prøver seg som medisinmenn kalles gjerne kvakksalvere. I det seneste har til og med USAs forrige president prøvd seg som kvakksalver. Han anbefalte det amerikanske folk å ta malariamedisin mot covid-19. Hvilken fase i FDAs testprogram dette legemidlet befinner seg, i vites ikke. Det kan gjerne ha passert fase 1 og 2, det vil si der hvor friske mennesker ikke blir syke av å ta det. Men hvorvidt det har passert fase 3 og 4, det vil si der hvor syke mennesker blir friske av å ta det, vites ikke… Min faglige bakgrunn er organisk kjemi med spesielt fokus på syntese av legemidler, særlig de som inneholder kirale virkestoffer. Ketamin er et eksempel på det. ● www.holgerhartmann.no Alle fordelene ved SRC- teknologi for prøvepreparering med mikrobølgeteknikk er tatt til et nytt nivå med nye UltraWAVE 3 fra Milestone. Med over 20 års erfaring og tett samarbeid med kundene møter UltraWAVE 3 det moderne laboratoriets utfordringer ved elementanalyse, som ytelse, tid, arbeidsflyt og kostnad i bruk. Ta kontakt for mer informasjon! Kunnskap | Kvalitet | Service Laila Hagevik Kvalheim laila.kvalheim@holgerhartmann.no +47 481 59 859 UltraWAVE 3 – Kundesentrisk Innovasjon

8 K J E M I 6 2 0 2 2 Introduksjon1 Vitenskapsfolk elsker enkle verktøy som skjærer gjennom kompleksitet. Biologer bruker bare fire bokstaver for å beskrive genetisk informasjon og fysikere bruker vektorer for enkelt å beskrive både størrelsen og retningen til fysiske størrelser. I molekylenes verden holder kjemikerne styr på elektroner ved hjelp av små bøyde piler. Pilene representerer bevegelsene av elektronpar i kjemiske reaksjoner. Siden kjemiske bindinger består av elektroner, kan pilene vise hvordan bindingene endrer seg mellom atomene i en reaksjon, det som kalles reaksjonsmekanismen. Når kjemikere planlegger reaksjoner, vil de ofte tegne strukturene av de molekylene de trenger for å lage et bestemt produkt. Ved å også bruke pilene kan de forsøke å forutsi hvilke bindinger som dannes og brytes i reaksjonen. Om reaksjonen gir et uventet resultat kan pilene brukes til å forstå hvorfor. Pilene er derfor et formidabelt våpen i kjemikernes arsenal, som i tillegg til å bidra til å forstå mekanismer også kan brukes til å designe nye molekyler med bruksområder innen alt fra materialteknologi til de mest avanserte medisinene på markedet. Pilene er også sentral for hvordan kjemi undervises. Et årlig overgangsrite for studenter innen organisk kjemi er å lære å bruke pilene for første gang, en øvelse kalt piltrekking. Et sett av prinsipper styrer hvordan «pilene skal trekkes». Ved å mestre de prinsippene vil studentene utvikle en intuitiv forståelse av reaksjonsmekanismer, uten å måtte pugge alle mulige mekanismer. Prinsippene har blitt oppsummert av Jay Groves, kjemiker ved Princeton University, på en fiffig måte: «Electrons flow from where they are to where they aren’t.» Og det er piltrekkingen som beskriver den flyten av elektroner. Det historiske bakteppet Det nittende århundret så fremveksten av organisk kjemi som en egen gren av vitenskapen. Allerede i år 1800 postulerte Dalton en teori om atomene hvor hvert atom hadde en definert vekt. I løpet av midten av århundret hadde August Kekulé etablert en strukturteori innenfor organisk kjemi og kort tid etter ble teorien utvidet til det vi i dag kjenner som stereokjemi, ideen om at molekyler har 3D-struktur. I 1897 oppdaget J. J. Thomson elektronet og i 1911 postulerte Ernest Rutherford sin teori om atomkjernene hvor atomet ble antatt å bestå av en tung kjerne med lette elektroner i relativt stor avstand fra kjernen. Modellen ble snart videreutviklet av Niels Bohr hvor elektronene ble tenkt å bevege seg rundt atomkjernen i planetlignende omløpsbaner. I tillegg var mange av de viktige intermediatene i organisk kjemi som radikaler, karbokationer, karbanioner og karbener enten kjent eller postulert i løpet av det første tiåret av 1900-tallet. På en annen side var det også store hull i kjemikernes kunnskap om atomer og molekyler. I 1916 publiserte Gilbert N. Lewis en banebrytende artikkel kalt The Atom and the Molecule, hvor han så for seg atomene som kuber hvor elektronene var plassert i hjørnene av kubene (figur 1).2 Selv om det virker som en snodig fremstilling etter dagens standard, postulerte Lewis ganske riktig at bindingene mellom atomer består av elektronpar og modellen, som ble utvidet av Irving Langmuir i 1919, kunne forklare en rekke konsepter som ideen om valens, den kjente oktettregelen, hvorfor edelgasser ikke er reaktive og både enkel- og dobbeltbindinger, men vel og merke ikke trippelbindinger. Det var med dette bakteppet at Kermack og Robinson publiserte sin skjellsettende artikkel om piltrekking i 1922,3 selv flere år før den første kvantemekaniske behandlingen av atomet, Schrödingerligningen, kom i 1926. Den første piltrekkingen Selv om kjemikerne forstod hvordan atomer og molekyler reagerte, slet de med å forstå hvorfor de reagerte som de gjorde. Et godt eksempel er reaksjonen mellom brom og butadiene. Butadiene består av en karbonkjede på fire karboner bundet sammen av alternerende singel- og dobbeltbin100 år med piltrekking Simon Larsen,a Carl C. Wamserb og Abhik Ghosha aInstitutt for kjemi, UiT Norges Arktiske Universitet, 9037 Tromsø bDepartment of Chemistry, Portland State University, Portland, Oregon 97207-0751, USA

9 K J E M I 6 2 0 2 2 dinger, såkalte konjugerte bindinger. Brom adderer til enten det første og andre karbonatomet, eller til det første og fjerde karbonatomet, men ikke til det første og tredje eller til det andre og tredje karbonatomet. Hvorfor er det slik? Allerede i 1899 hadde den tyske kjemikeren Johannes Thiele publisert en teori om delvis valens, hvor han så for seg dobbeltbindinger som delvis valenser, og at de delvise valensene overlappet mellom to konjugerte dobbeltbindinger. Dette forklarte hvorfor to bromatomer kunne addere til begge endene av den konjugerte karbonkjeden i butadiene, men ikke til midten av karbonkjeden hvor de delvise valensene overlappet. Thieles teori ledet den engelske kjemikeren Arthur Lapworth til ideen om at de konjugerte karbonatomene hadde alternerende polariteter, altså at hvis det første karbonatomet var litt positiv så var det neste karbonatomet litt negativ osv. Lapworth utviklet konseptet over flere år før han publiserte det i 1920 og i 1922 publiserte han en artikkel hvor han prøvde å vise hvordan elektronene bevegde seg ved hjelp av piltrekking, men artikkelen hans ble for obskur og måten han brukte pilene på var svært annerledes fra måten de brukes på i dag.4 I samme år som Lapworth, publiserte Robinson og Kermack sin artikkel med piltrekking (figur 2).2 Robinsons genistrek var å knytte sammen Thieles teori om delvis valens med Lapworths ide om alternerende polariteter og Lewis-Langmuir modellens ide om at bindinger består av elektronpar. Som et direkte resultat oppstod piltrekkingen og den ble brukt til å tydelig illustrere hvordan bevegelsene av elektronpar i konjugerte molekyler førte til alternerende polariteter som igjen styrte reaktiviteten. I årene som fulgte brukte Robinson piltrekking til å forklare reaktiviteten til benzen og andre aromatiske molekyler og la med det grunnlaget for en elektronisk teori innen organisk kjemi (figur 3). Teorien fastslo at bindinger består av elektroner og at bevegelsen av de elektronene er drivkraften bak kjemiske reaksjoner. I tillegg fastslo teorien at bevegelsene til elektronene er forutsigbare: Elektronene beveger seg fra områder med høy elektrontetthet til områder med lav elektrontetthet. Sir Christopher Kelk Ingold I 1925 skrev Christopher Kelk Ingold en artikkel hvor han utfordret noen aspekter ved Robinsons nye elektroniske teori. Ingolds påstander ble tilbakevist av Robinson, men han spilte deretter en viktig rolle i å videreutvikle teorien. Ingold gjorde noen av de klassiske eksperimentene på reaksjonsrater (kinetikk) som førte til klassifiseringen av flere av de elementære organiske reaksjonene. Han beskrev reaktanter som nukleofiler og elektrofiler og reaksjonene mellom dem som SN1, SN2, E1, E2 osv., termer som straks ble populære og som er en del av nomenklaturen i moderne kjemi. Hans bidrag til nomenklaturen i organisk kjemi er faktisk sammenlignbar med Antoine Lavoisiers bidrag til elementær kjemisk nomenklatur. I 1934 oppsummerte han feltet i artikkelen Principles of an Electronic Theory of Organic Reactions, publisert i tidsskriftet Chemical Reviews.5 Artikkelen ble svært viktig for feltet fordi den på noen få sider beskrev en nesten Figur 4. Harry Gray, legendarisk kjemiker ved Caltech, mens han viser fram boken Arrow Pushing in Inorganic Chemistry etter dens debut ved høstmøtet til American Chemical Society i San Francisco i 2014.

1 0 K J E M I 6 2 0 2 2 fullstendig elektronisk teori for det meste av organisk kjemi. Ingold publiserte mye og holdt mange forelesninger om den elektroniske teorien, til stor irritasjon for Robinson fordi han følte at Ingold ikke krediterte han som opphavsmann til teorien.6 Robinson selv hevdet dette i sin selvbiografi Memoirs of a minor prophet fra 1976.7 Det er godt mulig at denne disputten kostet Ingold Nobelprisen i kjemi. Han var nominert til prisen av over 50 ledende kjemikere, inkludert flere tidligere vinnere. At han ikke vant, kan ha skyldtes Robinsons innflytelse over det svenske Kongelige Vitenskapsakademiet, men det skal sies at det finnes ingen direkte bevis for dette. Piltrekking i uorganisk kjemi? I sterk kontrast til organisk kjemi er piltrekking nesten ikke å se i lærebøker for uorganisk kjemi. Forelesere har i stedet fokusert på en såkalt deskriptiv gjennomgang av faget, som i praksis betyr at studentene må pugge en katalog av reaksjoner. Et slikt teoretisk fokus, som også var status på undervisningen i organisk kjemi før piltrekking-revolusjonen, betyr ofte at studentene forblir uvitende selv om elementære fakta. Et berømt tilfelle, hvor en student beskrev sølvklorid som en blek grønn gass (en beskrivelse som passer for klorgass), irriterte en foreleser såpass mye at han skrev til Journal of Chemical Education og argumenterte for en mer faktabasert tilnærming til faget.8 Rundt 25 år siden oppdaget vi at organisk-type piltrekking kunne forklare det meste av reaksjonene som ble undervist i et standard introduksjonskurs til uorganisk kjemi. Det skal sies at oppdagelsen ikke skyldtes et stort intellektuelt arbeid, det handlet mer om å innse at uorganiske reaksjoner ikke er vesentlig annerledes fra organiske reaksjoner når det gjelder hvordan elektronene i reaksjonen beveger på seg. En av oss (Ghosh) valgte derfor å bygge undervisningen opp rundt piltrekking, slik som ble gjort i organisk kjemi, og responsen fra studentene var udelt positiv. Initiativet endte med en lærebok, Arrow Pushing in Inorganic Chemistry, som ble godt mottatt og i 2015 ble forfatterne tildelt den prestisjetunge PROSE-prisen for beste lærebok i realfagene.9 Boken ble også hyllet av Harry Gray, en legende innen uorganisk og biouorganisk kjemi, som selve nøkkelen til å gjøre den «fryktede» deskriptive delen av faget spennende og interessant for studentene (figur 4). Et godt eksempel på hvordan piltrekking kan brukes til å undervise en uorganisk reaksjon er Olin Raschig syntesen av hydrazin (N2H4) (figur 5). Syntesen involverer to steg: Først blir ammoniakk oksidert av hypokloritt til kloramin, deretter reagerer kloramin med ytterligere ammoniakk for å gi hydrazin. For å kunne foreslå en sannsynlig mekanisme må studentene gjennom to mentale øvelser: Først må de finne ut hvilke bindinger som dannes og brytes. Deretter må de finne ut hvilke elektroner som angriper og hvor de angriper (henholdsvis nukleofil og elektrofil). Et viktig poeng med å undervise reaksjoner ved hjelp av piltrekking er at studentene ikke bare lærer faktakunnskaper, men også en intelligent og analytisk måte å tenke om faktakunnskaper. Figur 1. Lewis sin kubiske representasjon av atomene i andre periode (unntatt neon) samt en F-F singelbinding og en O=O dobbeltbinding. Innfelt: Lewis sine notater fra 1902. Figur 2. Første bruk av piltrekking i Kermack og Robinsons artikkel fra 1922.

1 1 K J E M I 6 2 0 2 2 Bruk av piltrekking på tvers av organisk og uorganisk kjemi har stimulert til fremskritt innen felt som biouorganisk kjemi. Et godt eksempel er mekanismen til cytokrom P450 (figur 6), et jernholdig enzym i leveren. Mekanismen ble utledet av blant andre Jay Groves på 1970- og 1980-tallet, og viste at cytokrom P450 bruker en superreaktiv jern-oxo gruppe til å rive løs et relativt ureaktivt hydrogenatom fra et organisk molekyl for å lage en alkohol.10 Mekanismen til Groves har inspirert kjemikere til å designe en mengde, om ikke hundrevis, av nye katalysatorer for C-H aktivering, det vil si omdanning av C-H-bindinger til å gi C-O-, C-N- eller C-X-bindinger. Et faktum som beviser at piltrekking-basert mekanistisk tenkning ikke bare kan forklare reaksjoner, men det kan også være et viktig kreativt verktøy for syntetisk kjemi. Beregningskjemiens tidsalder: Viser piltrekking det ekte bildet? Piltrekking har i de siste tiårene fått en uventet alliert i beregningskjemien. Stadig bedre datamaskiner har gjort at kjemikere nå kan bruke kvantemekanikken til å beregne ikke bare individuelle molekyler, men også hele reaksjoner. Koblet sammen med utvilkingen av density-functional theory (DFT), en kvantemekanisk metode som er spesielt godt egnet for beregningskjemi og som i tillegg kan beregne alle atomer (inkludert transisjonsmetallene), har gjort kjemikere i stand til å beregne hele energilandskapet til reaksjoner. Selv for komplekse katalytiske systemer, som det tidligere nevnte cytokrom P450, kunne kjemikerne simulere veien fra startmaterialer via transisjontilstand til stabile produkter. Piltrekkingen har vært sentral i dette arbeidet. I 2015 knyttet de tyske kjemikerne Gerald Knizia og Johannes Klein enda sterkere bånd mellom piltrekking og beregningskjemien.11 I et kvantemekanisk bilde av et molekyl er elektronene spredt utover som en sky av negativ ladning rundt de positivt ladde atomkjernene. På ethvert punkt i skyen representerer tettheten av skyen sannsynligheten for at et elektron befinner seg Figur 3. Robinsons fremstilling av brominering av anisol (metoksybenzen) ved hjelp av piltrekking fra 1926, samt en moderne fremstilling (under). Figur 5. Nøkkelen for å kunne foreslå en mekanisme for steg 1 er å finne ut hva som er elektrofilen. Siden det er et negativt ion er hypokloritt en dårlig elektrofil, men i sin protonerte form, HOCl, er den straks bedre, og siden HOCl er en svak syre er det en lett tilgjengelig form i vandig løsning. Ammoniakk, nukleofilen, kan så angripe Cl i HOCl, siden det er den positive enden av O-Cl-bindingen, for å lage kloramin (NH2Cl). Steg 2 er deretter simpelthen et nukleofilt angrep fra ammoniakk på kloramin. Innfelt: En alternativ syklisk mekanisme for steg 1.

1 2 K J E M I 6 2 0 2 2 der. Knizia og Klein oppdaget at når de simulerte reaksjoner ved hjelp av kvantemekaniske metoder, samsvarte bevegelsen av elektronskyene med bevegelsene av elektronene i et piltrekking-mekanistisk bilde. En sterk indikasjon på at flyten av elektroner, som angitt ved piltrekking, stemmer med den faktiske flyten av elektroner i en reaksjon.12 Konklusjon Selv etter fylte 100, fremstår piltrekkingen frisk og sprek som en ungfole. Mekanistisk tenkning fortsetter å flytte grensene for hva den syntetiske kjemien er i stand til, og kanskje står vi snart ovenfor en æra hvor datamaskiner kan foreslå piltrekkingsmekanismer for reaksjoner som oss dødelige ikke er i stand til. Kanskje kan vi lære datamaskiner til å bruke piltrekking og mekanistisk tenkning for å foreslå flunkende nye reaksjoner? Selv 100 år etter Robinson og Kermacks skjellsettende artikkel er kjemifaget fortsatt like nyskapende og spennende, mye takket vært piltrekking. ● Litteraturliste 1 Denne artikkelen er delvis oversatt fra: Ghosh, A.; Wamser, C. C. 2022. Chemistry’s Curly Arrow Hits 100. American Scientist 110: 338-341. https://www.americanscientist.org/article/chemistrys-curly-arrow-hits-100. 2 Lewis, G. N. 1916. The Atom and the Molecule. J. Am. Chem. Soc. 38: 762–785. 3 Kermack, W. O. and Robinson, R. 1922. An Explanation of the Property of Induced Polarity of Atoms and an Interpretation of the Theory of Partial Valencies on an Electronic Basis. J. Chem. Soc. Trans. 121: 427-440. 4 L apworth, A. 1922. A Theoretical Derivation of the Principle of Induced Alternate Polarities. J. Chem. Soc., Trans. 121: 416-427. 5 Ingold, C. K. 1934. Principles of an electronic theory of organic reactions. Chem. Rev. 15: 225-274. 6 S alesman, M. D. 1980. The Robinson-Ingold controversy: Precedence in the electronic theory of organic reactions. J. Chem. Educ. 57: 484-488. 7 R obinson, R. 1976, Memoirs of a minor prophet. Elsevier, Amsterdam, 252 pp. 8 Davenport, D. A. 1970. The Grim Silence of Facts. J. Chem. Educ. 47: 271. 9 G hosh, A.; Berg, S. 2014. Arrow Pushing in Inorganic Chemistry: A Logical Approach to the Chemistry of the Main Group Elements. Wiley, New York. 10 G roves, J.T., 2006. High-valent iron in chemical and biological oxidations. J. Inorg. Biochem. 100: 434-447. 11 K nizia, G.; Klein, J. E. M. N. 2015. Electron Flow in Reaction Mechanisms—Revealed from First Principles. Angew. Chem. Int. Ed. 54: 1 – 6. 12 G lendening, E. D.; Burke, S. D.; Moore, J. W.; Weinhold, F. 2022. Physiker versus Organiker Views of Reaction “Mechanism”: How Natural Resonance Theory Bridges the Gap. J. Chem. Educ. Article ASAP: https://doi. org/10.1021/acs.jchemed.2c00613. Figur 6. Et forenklet bilde av mekanismen til cytokrom P450 som illustrerer hvordan en superreaktiv jern-oxo gruppe «aktiverer» C-H bindingen til et hydrokarbon (RH) og omdanner det til en alkohol (ROH).

Cole-Parmer • Digi-Sense • Jenway • Ismatec • Masterflex • Oakton • PCRmax • Traceable LabMo AS • Tlf: 46 48 25 07 • post@labmo.no • www.labmo.no qPCR-maskiner qPCR-reagenser PCR-maskiner PCRmax tilbyr effektive og raske PCR-maskiner med høy nøyaktighet. Du finner også et stort utvalg av reagenser. 0,0001 - 365 ml / min 0,001 - 3400 ml / min 0,01 - 19 liter / min Ismatec-serien L / S -serien I / P -serien Masterflex leverer presise og robuste slangepumper for bioteknologi, farmasi, forskning, havbruk og livsvitenskap. B / Tserien anbefales for industribruk med en kapasitet på opptil 42 liter pr minutt. Ristemaskiner Varmemantler Magnetrørere og varmeplater Cole-Parmer har et stort og godt utvalg av produkter med høy kvalitet. Her finner du alt du trenger av laboratorieutstyr, instrumenter og rekvisita til rimelige priser. Se vårt utvalg av laboratorieutstyr

1 6 K J E M I 6 2 0 2 2 I år ønsket hovedstyret å gjøre litt mer ut av arrangementet. Dette var delvis som følge av et par år med lav aktivitet på grunn av pandemien, men også fordi hovedstyret ønsket å sette fokus på kjemiens og den kjemiske industriens rolle i det grønne skiftet vi står midt oppe i. Derfor inviterte norsk kjemisk selskap norske industribedrifter for å presentere sin virksomhet og hvordan denne endres og tilpasses omstillingen til bærekraftig kjemi og produksjon. Tre bedrifter tok utfordringen, Yara International, Gen2Energy og Jotun. Arrangementet foregikk ved Kjemisk institutt på Blindern i Oslo, men ble også strømmet. På det meste var det om lag 45 deltagere i salen, og 35 fulgte foredragene digitalt. I sum ganske bra oppmøte, altså. Først ut var Lise Winther fra Yara International. Hun er Senior Vice President Upstream Project and Technology i Yara Clean Ammonia. Winther gjorde rede for hvordan Yaras mangeårige erfaring med ammoniakk kan utgjøre en forskjell. Allerede nå utfører Yara fangst av CO2 i sine ammoniakkanlegg. Dette karbondioksidet blir brukt i for eksempel produksjon av øl og mineralvann. Yara har også under konstruksjon et demonstrasjonsanlegg (24 MW) for fremstilling av «grønn» ammoniakk, det vil si ammoniakk der hydrogenet er fremstilt ved elektrolyse i stedet for ved steam reforming av hydrokarboner fra naturgass. Dette demonstrasjonsanlegget er en tyvendedel i forhold til full elektrifisering av Yaras ammoniakkfabrikk i Porsgrunn. Yara vurderer Referat: «Industry Seminar» 2022 Norsk kjemisk selskap har arrangert den såkalte «Industry Lecture» siden 1972. I juni 1971 oppnevnte hovedstyret et utvalg bestående av direktør G. Baalsrud, siv.ing. J. Lothe og siv.ing. H. O. Bjøntegård for å forberede igangsettelsen av en årlig kjemisk-teknisk forelesning av innbudte kjente utenlandske vitenskapsmenn med industriell tilknytning. Allerede høsten samme år avga komitéen sin innstilling. Den gikk ut på at en slik forelesning skulle holdes hvert år i tilknytning til rådsmøtet og at forelesningen skulle etterfølges av en paneldiskusjon. En liste over tidligere foredragsholdere finnes på www.kjemi.no Stian Svelle, generalsekretær NKS

1 7 K J E M I 6 2 0 2 2 også ammoniakk som energibærer. Dette kan være gunstig i enkelte markedssituasjoner, og har flere fordeler. Blant annet vil dette være en ren avkarbonisering (til forskjell fra metanol som energibærer), og bruken av ammoniakk som bærer er skalerbar. Sammenlignet med hydrogen har ammoniakk høyere energitetthet enn flytende hydrogen og teknologien krever vesentlig mindre kjøling. Odd-Arne Lorentsen er Chief Technology Officer i Gen2Energy. Dette er et selskap som ønsker å etablere en verdikjede for grønt hydrogen innen 2024. Selskapet planlegger å etablere fremstilling av grønt hydrogen (altså ved bruk av elektrolyse) i stor skala og å utvikle et distribusjonsnettverk for hydrogen. Gen2 Energy har kommet frem til at for et 100 MW anlegg basert på norsk vannkraft er komprimert hydrogen (350 bar) i kontainere fraktet sjøveien den raskeste, mest effektive og sikreste veien til markeder i Nord-Vest Europa. Lorentsen diskuterte fordeler og ulemper med forskjellige teknologier for elektrolyse (alkalisk og polymerelektrolyttmembraner) samt bruk av flytende vann og damp (steam). Dersom steam er tilgjengelig, for eksempel som biprodukt fra annen produksjon, blir hydrogenfremstillingen beheftet med et langt mindre entropitap. Gen2Energy planlegger å starte hydrogenfremstilling i Mosjøen med 100 MW kapasitet allerede i 2025. Optimalisert coating Siste foredrag kom fra Jotun, ved forskningsdirektør Christer Øpstad. Øpstad presenterte flere situasjoner der optimaliserte coatings kan ha et virkelig bidrag til bærekraft. Jotuns utgangspunkt er at den beste besparelsen ligger i å redusere forbruket ved å øke holdbarhet og levetid på det som allerede er fremstilt. Blant annet kan effektive coatings redusere «biofouling» (vekst på et skipsskrog) og dermed redusere drivstofforbruket og hindre spredning av uønskede arter som «havnespy». Jotuns produkter kan på denne måten spare 7,9 millioner tonn CO2-utslipp sammenlignet med gjennomsnittsproduktet på markedet. Korrosjonsbeskyttelse ble trukket frem som et annet viktig felt for Jotun. Øpstad anslo at om lag 3,4 % av brutto verdensprodukt går med til å erstatte stål og andre materialer som blir tapt ved korrosjon. Som et konkret eksempel trakk han fram off-shore vindmøller. Optimal korrosjonsbeskyttelse vil kunne forlenge levetiden med 10-20 år. Dermed vil elektrisitetsproduksjonen økes og investeringskostnadene reduseres. Tilhørerne ved årets «industry seminar» må ha blitt imponert over hvor langt fremme norsk industri ligger når det gjelder å utvikle ny teknologi og å tilpasse seg de endringene og utfordringene vi må møte. Hovedstyret vil takke alle foredragsholderne for en glimrende innsats! ● Tilhørerne ved årets «industry seminar» må ha blitt imponert over hvor langt fremme norsk industri ligger når det gjelder å utvikle ny teknologi og å tilpasse seg de endringene og utfordringene vi må møte. "

1 8 K J E M I 6 2 0 2 2 Hva er klikk-kjemi? Klikk-kjemi er en filosofi som handler om å utføre syntetisk organisk kjemi så enkelt som mulig. Filosofien skal realiseres ved å blande sammen reagenser som raskt, kontrollert og enkelt skal reagere med hverandre. Spesielle forhåndsregler, som å fjerne oksygen eller vann fra reaksjonskolben, skal være unødvendig. Vann er foretrukket som løsemiddel. Målet med filosofien er å fremstille kjemisk rene og nyttige produkter. En klikk- kjemi-reaksjon skal akseptere reagenser eller utgangsmaterialer med en rekke organisk-kjemiske funksjonelle grupper, slik at nyttige og anvendelige produkter dannes. Anvendelsene og funksjonene til et organisk synteseprodukt avhenger av produktets funksjonelle grupper. Kravene til en klikk-kjemi-reaksjon er ambisiøse, da følgende kriterier skal oppfylles samtidig: pålitelig, robust, forutsigbar, kvantitativ uten dannelse av biprodukter, stereospesifikk, og den skal utføres med vann som løsemiddel. Hvorfor klikk-kjemi? Organisk kjemi og særlig syntetisk organisk kjemi har bidratt til utviklingen av dagens moderne samfunn. Wøhler’s syntese av urea i 1828 var starten på syntetisk organisk kjemi, og fagfeltet har siden blitt mer og mer sofistikert. I organisk kjemi var det gjennom 1980- og 1990-årene en trend og stor prestisje knyttet til å syntetisere naturprodukter med kompliserte kjemiske strukturer, se figur 1 for noen eksempler. Dette ga ofte bevis for korrekt struktur av naturproduktene, men også inspirasjon til ny metodeutvikling innen organisk syntese. Denne grenen innen organisk kjemi har også bidratt til videreutvikling av spektroskopiske metoder, og syntetisk organisk kjemi er som oftest nødvendig for å sikre nok materiale for biologiske og medisinske studier. Totalsyntese av kompliserte naturprodukter er tidkrevende, dyrt og store forskergrupper er ofte nødvendig for å fullføre prosjektene. Naturproduktsyntese egner seg glimrende for å utdanne forskere innen organisk Nobelprisen i kjemi gikk til klikk-kjemi og bioortogonal kjemi Nobelprisen i kjemi 2022 ble tildelt Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal og K. Barry Sharpless for deres bidrag til utviklingen av klikk-kjemi og bioortogonal kjemi. Årets nobelpris handler om at det enkle ofte kan være det beste. Trond Vidar Hansen, Farmasøytisk institutt, Universitetet i Oslo Illustrasjon av årets nobelprisvinnere i kjemi. Kilde: Niklas Elmehed og nobelprize.org/prizes/chemistry/2022/ summary/. ©Nobel Prize Outreach.

1 9 K J E M I 6 2 0 2 2 kjemi, men utover de nevnte funksjonene, stilte flere og flere kjemikere i midten av 1990-årene spørsmål ved samfunnsnytten til kompleks naturproduktsyntese. En av disse var Sharpless. I et foredrag i 1999 på det 217. nasjonale møtet til det Amerikanske Kjemiske Selskapet med tittel «Click Chemistry: A Concept for Merging Process and Discovery Chemistry» kom han med flere spørsmål om statusen for organisk syntetisk kjemi, som sikkert provoserte mange av hans kolleger.1 Mer detaljer om filosofien bak klikk-kjemi ble presentert i 2001 i en artikkel i Angewandte Chemie med tittel «Click Chemistry: Diverse Chemical Function from a Few Good Reactions.»2 Sammen med M.G. Finn og Hartmuth Kolb utdypet Sharpless i denne artikkelen klikk-kjemi- filosofien, nemlig varierte funksjonaliteter og anvendelser skal oppnås fra noen få gode, robuste, pålitelige, forutsigbare og stereospesifikke syntetiske reaksjoner. Reagensene skal altså klikkes sammen, slik legoklosser gjør. Et bedre bilde er et flysetebelte, hvor funksjonen sikkerhet oppnås kun når man har klikket de to delene sammen ved et enkelt håndgrep. En annen trend i 1980- og i 1990-årene innen syntetisk organisk kjemi, var kombinatorisk kjemi. Denne teknikken, men også totalsyntese av naturprodukter, krever robuste og pålitelige reaksjoner for enkle og strømlinjeformede prosesser. Dette ble også diskutert i artikkelen til Finn, Kolb og Sharpless. Figur 1. Noen eksempler på komplekse naturprodukter syntetisert i 1990-årene. KYOCERA Fineceramics Nordics AB www.kyocera-solutions.se HIGH PERFORMANCE CERMICS FOR WELDING AND METAL FORMING DEGUSSIT® & StarCeram® Keramiske genomføringer og isolatorer for høyspenning, høyt trykk og høye temperaturer i korrosivt miljø Keramiske Høypresterende Gjennomføringer for Offshore, Subsea og Nedihullsteknologi Besøk oss på Industriuke & VTEC i Porsgrunn 30.Mai - 2.Juni!

2 0 K J E M I 6 2 0 2 2 Realisering av filosofien Klikk-kjemi-filosofien har ambisiøse mål for syntesereaksjoner og i starten ble Sharpless møtt med endel skepsis. Men to samtidige oppdagelser, en fra laboratoriet til Sharpless3 og en fra Morten Meldal og hans doktorgradsstudent Christian W. Tornøe,4 ga mulighet for realisering av filosofien. Meldal og Tornøe var begge tilknyttet kjemisk institutt ved Carlsberg-laboratoriet i København. De to fagmiljøene fant uavhengig av hverandre i perioden 2001-2002 en ny metode for å lage 1,4-disubstituerte 1,2,3-triazoler, som er en klasse av heterosykliske forbindelser, se figur 2. Dette ble gullstandarden innenfor klikk-kjemien. Metoden er en regioselektiv kobber(I)-katalysert reaksjon mellom et azid og et terminalt alkyn. Dette er en variant av en 1,3-dipolar sykloaddisjonsreaksjon mellom et azid og et alkyn (Huisgen-reaksjonen),5 oppkalt etter den tyske kjemikeren Rolf Huisgen (1920-2020), se figur 2. Det er meget små mengder kobber(I)-katalysator som er nødvendig for å danne produktet. Reaksjonen er meget rask og enkelte mener dette nærmer seg enzymkatalyse. Meget viktig for oppdagelsen av betingelsene Sharpless rapporterte var reduksjon av toverdig kobber til enverdig kobber med vitamin C, naturens eget vannløselige reduksjonsmiddel. Det dannes et kompleks mellom det terminale alkynet og enverdig kobber.6 Disse betingelsene ble utviklet av Valery V. Fokin, som var forsker i Sharpless-gruppen. Tilfeldige og ikke-planlagte oppdagelser preger ofte paradigmeskifter i vitenskapen, slik våre danske kolleger våkent og meget innsiktsfullt observerte når de analyserte sine synteseprodukter. Dette muliggjorde en ny og uventet oppdagelse. Meldals bidrag var meget viktig, men ikke relatert til klikk-filosofien, siden Meldal og Tornøe ønsket å lage peptider og peptidanaloger. Etter mitt syn er Meldals bidrag meget verdig en nobelpris. Meldals bidrag er en påminnelse om at kun et nytt, vel-dokumentert og anvendelig bidrag kan være tilstrekkelig for Nobelprisen. Videreutvikling av klikk-kjemi-filosofien – bioortogonal kjemi Som nevnt ble Sharpless møtt med en del skepsis da han introduserte sin filosofi. En som ikke var skeptisk, var Carolyn R. Bertozzi, den tredje Nobelprisvinneren. Hun jobbet med å studere biologiske problemstillinger ved hjelp av organisk kjemi, og hun tok klikk-kjemien videre til et nytt nivå. Inspirert av filosofien ønsket hun å bruke konseptet til å studere hva som skjer kjemisk og biokjemisk i celler, på celleoverflater og inne i levende organismer. Kobber, selv i små mengder, er toksisk for celler og levende organismer, men Bertozzi ønsket å bruk azider og alkyner som cellene tåler. Disse funksjonelle gruppene, som Figur 2. Huisgen-reaksjonen og kobber(I)-katalyse metodikk utviklet av Sharpless og Meldal.

2 1 K J E M I 6 2 0 2 2 finnes i en rekke legemidler, er bioortogonale og skader ikke celler eller levende organismer.7 I stedet for kobber-katalyse har hun brukt alkyner som har mye iboende reaktivitet, ofte ved at de inngår i ringsystemer med stor grad av ringspenning. Ringspenningen øker reaktiviteten til ringalkynet, slik 1,2,3-triazoler dannes under kinetisk kontrollerte betingelser. Disse betingelsene skader ikke organismer eller celler, se figur 3. Bertozzi beviste at det er mulig å gjøre syntetisk organisk kjemi inne i levende organismer, for eksempel i mus, i bakterier eller i zebrafisk, men også i en rekke ulike celletyper og på celleoverflater.8 Dermed kan man studere en rekke biologiske fenomener via synteseproduktene og ved hjelp av ulike typer mikroskopi og spektroskopi. Som alltid for nye syntetiske metoder som er nyttige, ga Bertozzis resultater og anvendelser inspirasjon for å utvikle andre bioortogonale reaksjoner. Bioortogonal kjemi har i dag utviklet seg til en egen retning innen kjemisk biologisk forskning, og brukes også innen medisinsk forskning, med en rekke potensielle anvendelser for sykdomsbehandling eller legemiddelutvikling. Flere klikk-kjemi-reaksjoner Når andre organikere så at biologene, farmasøytene, medisinerne, fysikerne, og materialviterne begynte å bruke metoden for å lage 1,2,3-triazoler, ble dette inspirasjon for å utvikle nye organisk-­ kjemiske metoder. I dag har vi flere reaksjoner som følger de samme prinsippene som den originale klikk-kjemi-reaksjonen, se referanse 9 for noen eksempler. Som nevnt baserer klikk- kjemi-filosofien seg på det at det enkle ofte kan være det beste. Enkelte har hevdet at reaksjonene utviklet med utgangspunkt i klikk-kjemi har bidratt til å «demokratisere» syntetisk organisk kjemi, da reaksjonene er så enkle å utføre eksperimentelt. Kort om årets vinnere og relasjoner til Norge For oss fra Skandinavia er det ekstra gledelig at Meldal ble en av tre prisvinnere. Meldal, født 16. januar 1954, er professor ved Københavns universitet, mens Bertozzi er professor ved Stanford, Palo Alto, California. Sharpless, som også vant Nobelprisen i Kjemi i 2001 for utviklingen av asymmetriske oksidasjonsmetoder, er professor ved The Scripps Research Institute, La Jolla, som også ligger i California. Bertozzi ble født 10. oktober 1966, mens Sharpless ble født 28. april 1941. Sharpless sine besteforeldre på morssiden emigrerte fra Norge, og han har vært flere ganger i Norge, for eksempel deltok han på Organisk Kjemisk Vintermøte på Beitostølen i 1991. Sharpless har gode relasjoner med Norge og norske forskere, blant annet professor John S. M. Svendsen ved UiT – Norges Arktiske Universitet. Forfatteren var forsker i Sharpless-gruppen i 2004. I 2008 var Bertozzi i Norge som foredragsFigur 3. Eksempler på alkyner med høy ringspenning og prinsippet for bioortogonal klikk-kjemi metodikk. Alkynene til venstre kan lett funksjonaliseres med andre grupper som er fluorescerende, eller konjugert med biomolekyler som peptider, lipider og karbohydrater. To fenylringer i eksempelet til venstre sikrer høy ringspenning for ringalkynet.

2 2 K J E M I 6 2 0 2 2 holder på det 24. Internasjonale Karbohydratsymposiet, som ble arrangert på Universitetet i Oslo, med professor emeritus Berit S. Paulsen, Farmasøytisk institutt, som hovedarrangør. Professor Meldal var foredragsholder på det 9. Organisk Kjemisk Høstmøte i 2004. Fokin ble førsteamanuensis ved The Scripps Research Institute i 2006 og er i dag professor ved University of Southern California i Los Angeles. Professor Fokin var foredragsholder ved IUPAC-konferansen i Syntetisk Organisk Kjemi, som ble arrangert i Bergen i 2010 under kyndig ledelse av professor emeritus Leiv K. Sydnes. En pris for grunnforskningen Dette er en grunnforskningspris hvor de tre nobelprisvinnerne har utført nysgjerrighetsbasert og fri akademisk forskning som i dag har fått utrolig mange og uforutsette anvendelsesområder. Triazoler finnes i legemidler, landbrukskjemikalier, plastmaterialer, fargestoffer og isolasjonsmaterialer, for å nevne noe. Siden Sharpless fikk sin første nobelpris i 2001, har Nobelprisen i kjemi gått til forskere innen fagfeltet syntetisk organisk kjemi i 2005, 2010, 2021 og altså igjen i år. Flere har gjennom årene hevdet at dette fagfeltet er modent og utdatert, men stadige nye reaksjoner og nyvinninger oppstår basert på grunnforskning. Skal man spå om fremtidige nobelprisvinnere innen syntetisk organisk kjemi, kan syntetisk fotoredoks-kjemi/ organofoto-katalyse eller DNA-syntese/RNA-syntese være mulige vinnere. RNA-syntese er meget viktig for fremstilling av covid-19 vaksiner. I dagens finansielt krevende tider for nysgjerrighetsdrevet grunnforskning stilles spørsmålet, nasjonalt og internasjonalt: Quõ vãdis – syntetisk organisk kjemi? ● Referanser 1. Sharpless, K. B.; Kolb, H. C. “Click Chemistry: A Concept for Merging Process and Discovery Chemistry.” In Book of Abstracts, 217th ACS National Meeting, Anaheim, Calif., March 21-25; ORGN-105; 1999. 14. 2. Kolb, H. C.; Finn, M. G.; Sharpless, K. B. “Click Chemistry: Diverse Chemical Function from a Few Good Reactions.” Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40 (11), 2004–2021. 3. Rostovtsev, V. V.; Green, L. G.; Fokin, V. V.; Sharpless, K. B. “A Stepwise Huisgen Cycloaddition Process: Copper(I)-Catalyzed Regioselective “Ligation” of Azides and Terminal Alkynes.” Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41 (14), 2596–2599. 4. (a) Tornøe, C. W.; Meldal, M. “Peptidotriazoles: Copper(I)-Catalysed 1,3-Dipolar Cycloadditions on Solid Phase.” In Peptides 2001, Proc. Am. Pept. Symp.; American Peptide Society; American Peptide Society; Kluwer Academic Publishers: San Diego, 2001; pp 263–264. (b) Tornøe, C. W.; Christensen, C.; Meldal, M. “Peptidotriazoles on Solid Phase: [1,2,3]- Triazoles by Regiospecific Copper(I)-Catalyzed 1,3-DipolarCycloadditions of Terminal Alkynes to Azides.” J. Org. Chem. 2002, 67 (9), 3057–3064. 5. (a) Huisgen, R. “1,3-Dipolar Cycloadditions. Past and Future.” Angew. Chem. Int. Ed. 1963, 2 (10), 565–598. (b) Huisgen, R. “1,3-Dipolar Cycloadditions.” Proc. Chem. Soc. 1961, 357–396. 6. (a) Himo, F.; Lovell, T.; Hilgraf, R.; Rostovtsev, V. V.; Noodleman, L.; Sharpless, K. B.; Fokin, V. V. “Copper(I)-Catalyzed Synthesis of Azoles. DFT Study Predicts Unprecedented Reactivity and Intermediates.“ J. Am. Chem. Soc. 2004, 127 (1), 210–216 (b) Berg, R.; Straub, B. F. “Advancements in the Mechanistic Understanding of the Copper(I)-Catalyzed Azide Alkyne Cycloaddition.“ Beilstein J. Org. Chem. 2013, 9, 2715–2750. 7. (a) Lewis, W. G.; Green, L. G.; Grynszpan, F.; Radić, Z.; Carlier, P. R.; Taylor, P.; Finn, M. G.; Sharpless, K. B. “Click Chemistry in Situ: Acetylcholinesterase as a Reaction Vessel for the Selective Assembly of a Femtomolar Inhibitor from an Array of Building Blocks.“ Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41. (b) Agard, N. J.; Prescher, J. A.; Bertozzi, C. R. “A Strain-Promoted [3 + 2] Azide−alkyne Cycloaddition for Covalent Modification of Biomolecules in Living Systems.“ J. Am. Chem. Soc. 2004, 126 (46), 15046–15047. (c) Agard, N. J.; Baskin, J. M.; Prescher, J. A.; Lo, A.; Bertozzi, C. R. “A Comparative Study of Bioorthogonal Reactions with Azides.“ ACS Chem. Biol. 2006, 1 (10), 644–648. (d) Hang, H. C.; Yu, C.; Kato, D. L.; Bertozzi, C. R. “A Metabolic Labeling Approach Toward Proteomic Analysis of Mucin-Type O-Linked Glycosylation.“ Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100 (25), 14846–14851. (e) Jewett, J. C.; Sletten, E. M.; Bertozzi, C. R. “Rapid Cu-Free Click Chemistry with Readily Synthesized Biarylazacyclooctynones.“ J. Am. Chem. Soc. 2010, 132 (11), 3688–3690. 8. (a) Prescher, J. A.; Dube, D. H.; Bertozzi, C. R. “Chemical Remodelling of Cell Surfaces in Living Animals.“ Nature 2004, 430 (7002), 873–877. (b) Vocadlo, D. J.; Hang, H. C.; Kim, E.-J.; Hanover, J. A.; Bertozzi, C. R. “A Chemical Approach for Identifying O–GlcNAc-Modified Proteins in Cells.“ Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100 (16), 9116–9121. (c) Baskin, J. M.; Prescher, J. A.; Laughlin, S. T.; Agard, N. J.; Chang, P. V.; Miller, I. A.; Lo, A.; Codelli, J. A.; Bertozzi, C. R. “Copper-Free Click Chemistry for Dynamic in Vivo Imaging.“ Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007, 104 (43), 16793–16797. (d) Chang, P. V.; Prescher, J. A.; Sletten, E. M.; Baskin, J. M.; Miller, I. A.; Agard, N. J.; Lo, A.; Bertozzi, C. R. “Copper-Free Click Chemistry in Living Animals.“ Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107 (5), 1821–1826. (e) Ning, X.; Guo, J.; Wolfert, M. A.; Boons, G.-J. “Visualizing Metabolically Labeled Glycoconjugates of Living Cells by Copper-Free and Fast Huisgen Cycloadditions.“ Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47 (12), 2253–2255. (g) Laughlin, S. T.; Baskin, J. M.; Amacher, S. L.; Bertozzi, C. R. “In Vivo Imaging of Membrane Associated Glycans in Developing Zebrafish.“ Science 2008, 320 (5876), 664–667. 9. (a) Neumann, S.; Biewend, M.; Rana, S.; Binder, W. H. “The CuAAC: Principles, Homogeneous and Heterogeneous Catalysts, and Novel Developments and Applications.“ Macromolecular Rapid Communications 2019, 41 (1), 1900359. (b) Debets, M. F.; Berkel, S. S. van; Schoffelen, S.; Rutjes, F. P. J. T.; Hest, J. C. M. van; Delft, F. L. van. “Aza-Dibenzocyclooctynes for Fast and Efficient Enzyme PEGylation via Copper-Free (3 + 2) Cycloaddition.“ Chem. Commun. 2010, 46 (1), 97–99. (c) Codelli, J. A.; Baskin, J. M.; Agard, N. J.; Bertozzi, C. R. “Second-Generation Difluorinated Cyclooctynes for Copper-Free Click Chemistry.“ J. Am. Chem. Soc. 2008, 130 (34), 11486–11493. (d) Devaraj, N. K.; Weissleder, R.; Hilderbrand, S. A. “Tetrazine-Based Cycloadditions: Application to Pretargeted Live Cell Imaging.“ Bioconjug. Chem. 2008, 19 (12), 2297–2299. (e) Rossin, R.; Renart Verkerk, P.; van den Bosch, Sandra M.; Vulders, Roland C. M.; Verel, I.; Lub, J.; Robillard, Marc S. “In Vivo Chemistry for Pretargeted Tumor Imaging in Live Mice.“ Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49 (19), 3375–3378. (f) Porte, K.; Riberaud, M.; Châtre, R.; Audisio, D.; Papot, S.; Taran, F. Bioorthogonal Reactions in Animals. ChemBioChem 2020, 22 (1), 100–113. (g) Takayama, Y.; Kusamori, K.; Nishikawa, M. “Click Chemistry as a Tool for Cell Engineering and Drug Delivery.“ Molecules 2019, 24 (1), 172. (62) Se også: pubs.rsc.org/jajp/journals/articlecollectionlanding?sercode=qo&themeid=13229b5e-91ea-45dc-b2ff-2c569ee5eaa2.

Made with FlippingBook

RkJQdWJsaXNoZXIy MTQ3Mzgy