Термин "метатезис" произошел от греческих слов "мета" - изменение и "тезис" - позиция и означает перестановку, перегруппировку. Работы нынешних нобелевских лауреатов связаны с метатезисом олефинов. Олефины - это углеводородные молекулы, содержащие в углеродном скелете одну двойную связь, например этилен, пропен, бутен.
Реакции, при которых фрагменты молекул меняются местами, известны в химии давно. В 1950-е годы была обнаружена каталитическая реакция диспропорционирования, в результате которой две молекулы пропена превращались в бутен и этилен. Но понять, как происходит такая "рокировка" и зачем нужен катализатор, удалось не сразу.
В 1971 году французский ученый Ив Шовен предположил необычный и удивительно красивый механизм метатезиса олефинов. Ключевая роль в нем отводилась металлоорганическому катализатору, который должен был обладать характерной чертой - иметь двойную связь между углеродом и металлом. Молекула катализатора присоединяется к исходной молекуле олефина, и образуется кольцо из четырех атомов, скрепленных одинарными связями. На следующем этапе кольцо размыкается, и двойные связи образуются вновь, но уже между другими атомами углерода. Получается другой олефин и слегка измененный катализатор. Последний вступает в реакцию с исходным олефином, и процесс повторяется. Все это отдаленно напоминает танец, в котором пары то выстраиваются в кружок, взявшись за руки, то вновь расходятся, обменявшись партнерами.
Однако, чтобы воплотить придуманную Шовеном схему в жизнь, требовались эффективные металлоорганические катализаторы. Их поиском занимались многие ученые, но первым заметного успеха добился Ричард Шрок #3#, предложивший в 1990 году группу катализаторов на основе молибдена. Несмотря на некоторые недостатки, в частности чувствительность к кислороду и влаге, молибденовые катализаторы положили начало практическому применению метатезиса олефинов в органическом синтезе.
Следующий шаг в развитии этого метода сделал Роберт Груббс #2#, который вместе с коллегами синтезировал стойкие и эффективные металлоорганические соединения на основе рутения. Их так и называют - катализаторы Груббса.
За короткий период времени каталитические перегруппировки олефинов завоевали прочное место в тонком органическом синтезе. В руках химиков-органиков метод стал чем-то вроде волшебной палочки, позволяющей по собственному усмотрению разрывать одни связи и создавать другие, превращать углеродные цепочки в кольца и наоборот, полимеризовать циклические мономеры. А в результате появляются новые полимеры, присадки к топливу, биологически активные вещества, лекарства и многое другое. Один из наиболее впечатляющих примеров - синтез феромонов насекомых, который невозможно осуществить другим способом. И что крайне важно, благодаря открытиям лауреатов 2005 года химическое производство становится дешевле и экологически чище.
