НОИОРИ, РИОДЖИ

НОИОРИ, РИОДЖИ (Noyori, Ryoji) (р. 1938) (США). Нобелевская премия по химии 2001 года (совместно с У.Ноулзом и к.Б.Шарплессом).

Риоджи Ноиори родился 3 сентября 1938 в пригороде Кобе в семье Канеки и Сузуко Ноиори. Его отец был руководителем химической компании, что оказало воздействие на последующую судьбу будущего лауреата. Отец водил мальчика с собой на научные конференции, и тот уже в 12 лет реально ощутил могущество химии. После начальной школы Ноиори учился в средней и высшей школе Нада с 12 до 18 лет. Здесь его химический энтузиазм поддерживали учителя.

В 1957 Ноиори поступил в Киотский университет, где было хорошо поставлено обучение химии полимеров. Через три года Ноиори определил свой выбор – заниматься органической химией. В 1967 он защитил диссертацию в том же университете.

В 1966 Ноиори открыл, вероятно, первый случай асимметрического металлоорганического катализа, что определило его постоянный интерес к проблеме. Реакция стирола с этилдизоацетатом в присутствии хирального катализатора на базе соединения меди вела к стереоселективному образованию производного циклопропана. Термин «хиральность» как асимметрию молекулы ранее ввел в постоянный обиход Нобелевский лауреат В.Прелог.

Реально оценивший ситуацию будущий Нобелевский лауреат 1990 Элиас Кори предложил Ноиори стажировку в своей американской лаборатории, однако она состоялась не сразу.

Причина этого состояла в предложении в 1968 29-летнему Ноиори возглавить новую лабораторию органической химии при Нагойском университете, где тот создал новое направление – органический синтез с участием металлоорганических соединений.

В 1969 Ноиори оказался в Гарварде у Кори. Здесь он, кстати, познакомился с будущим Нобелевским лауреатом К.Б.Шарплессом, а контакты с учеными, завязавшиеся в период пребывания здесь, во многом способствовали активной последующей деятельности ученого. У Кори Ноиори практиковался в синтезе простагландинов. Именно тогда Ноиори заинтересовался проблемой хирального гидрирования, а У.Ноулз только что (в 1968) опубликовал свою первую работу в этой области.

Вернувшись в Нагойский университет, Ноиори в 33 года (в 1972) стал профессором и продолжил свои исследования в области органического синтеза с применением металлоорганического катализа. В 1978 его группа приготовила оптически чистый катализатор Бинап, который принес ему успех в осуществлении стереоселективного гидрирования.

В результате лабораторного или промышленного синтеза из нехиральных молекул обычно образуется смесь энантиомеров. Для получения одного из энантиомеров, т.е. для хирального синтеза, требуется хиральное воздействие. Так, для осуществления гидрогенизации нехиральной молекулы в единственный энантиомер необходим хиральный катализатор реакции гидрогенизации.

Предстояло выработать общую методологию направленного хирального синтеза, в первую очередь, это следовало осуществить для наиболее распространенных органических реакций – восстановления и окисления.

Первый хиральный катализатор в реакции восстановления – а именно, гидрогенизации, был разработан американским химиком У.Ноулзом в 1968 для синтеза лекарства «леводопы» во время его работы в фармацевтической компании «Монсанто». Синтез этого препарата, представляющего собой аминокислоту, осуществляется путем реакции гидрогенизации в присутствии катализатора – ионов родия. Ионы, естественно, нехиральны. Однако они образуют комплексы. Если приготовить комплекс с энантиомером хирального лиганда, тогда катализатор становится хиральным. Ноулз предложил в качестве лиганда энантиомер молекулы некоего хирального фосфорорганического соединения – Дипамп'а и в результате успешно решил проблему промышленного производства «леводопы».

Итак, в принципе для создания хирального катализатора требуются два компонента – ион металла и чистый энантиомер хирального лиганда.

Заслуга Ноиори состоит в разработке другого хирального лиганда, именуемого Бинап'ом. Из энантиомера этого вещества Ноиори приготовил комплекс с катионом рутения, который был применен для реакции гидрогенизации в промышленном синтезе противовоспалительного препарата напроксена.

Следующий успех пришел в 1986, когда в лаборатории Ноиори был создан комплекс Бинап'а с дикарбоксилатами рутения и другими аналогичными комплексами. Эти катализаторы оказались пригодными для восстановления самых разных типов кратных связей. В дальнейшем круг интересов Ноиори распространился на ряд других энантиоселективных реакций – изомеризации, присоединения и др. Кроме этого, он занимался и общими проблемами органического синтеза: окислением олефинов, полимеризацией ацетиленов, кремнийорганическим соединениями и даже синтезом олигомеров ДНК.

Хиральный катализ реакций гидрогенизации сделал возможным синтез энантиомеров очень простых хиральных молекул, которые могут быть использованы как строительные блоки – синтоны для приготовления сложных хиральных структур природного происхождения. Методы стереооселективного гидрирования сделали доступными многие терпены, витамины, аминокислоты, антибиотики, алкалоиды, простагландины и другие важные в биологическом отношении соединения, причем ряд из них стал производиться промышленностью. Именно такая схема была использована, к примеру, для синтеза антибиотика левофлаксина, где был применен один из оптических изомеров 1,2-пропандиола.

В 2001 Ноиори была присуждена Нобелевская премия, пополам с У.Ноулзом, «за их работу в области хирально катализируемых реакций гидрогенизации». Вторую половину премии получил Б.Шарплесс. Нобелевская премия 2001 служит иллюстрацией того, что путь от фундаментальных исследований до их технического внедрения может быть чрезвычайно коротким.

Особо высока роль этих открытий в индустрии – в производстве новых лекарств, феромонов, пестицидов, пищевых добавок, витаминов, хиральных синтонов и др.

Открытия Нобелевских лауреатов 2001 инспирировали поиски новых схем каталитического асимметрического синтеза, реализуемых множеством исследовательских групп во всем мире. Эти открытия вносят существенный вклад не только в химию, но и в материаловедение, биологию и медицину, открывают путь к новым молекулам – носителям еще необъясненных и непредсказуемых свойств молекулярного мира.

Ноиори состоит в ряде правительственных комитетов и советов в области науки и культуры, входит в редакции многих журналов.

Работы: Assymetric Catalysis in Organic Synthesis. New York, 1994; Homogeneous Catalysis in Supercritical Fluids / Science. 1995. V. 269. (with P.G.Jessop, T.Ikariya).

Кирилл Зеленин