Вісник НАН України. 2014. № 9. С. 95-102.

ХІМІЯ ЯК МИСТЕЦТВО УСКЛАДНЕННЯ МАТЕРІЇ
До 75-річчя від дня народження іноземного члена НАН України Жан-Марі Лена

30 вересня 2014 р. виповнюється 75 років від дня народження видатного французького вченого, нобелівського лауреата з хімії 1987 року, іноземного члена НАН України професора Жан-Марі Лена.

Книгу Хімії слід не лише читати,
її потрібно писати. Нотну партитуру Хімії
слід не тільки виконувати, її треба творити.
Жан-Марі Лен. 2011 р.

Жан-Марі Лен (Jean-Marie Lehn) – французький хімік, основоположник супрамолекулярної хімії, нобелівський лауреат у галузі хімії 1987 року, професор Університету Луї Пастера (Страсбург), іноземний член НАН України. Жан-Марі Лен народився 30 вересня 1939 р. у Розхеймі, старовинному ельзаському містечку. Його батько, П’єр Лен, був пекарем, захоплювався музикою, грав на фортепіано й органі і згодом, відмовившись від пекарні, став органістом міста. Мати вела господарство і тримала магазин. Дитинство Жан-Марі припало на роки Другої світової війни, тому до школи він пішов лише в 11-річному віці. У цей період основним його захопленням була музика. Навчання в Колеж Фреппель було класичним для того часу: латина, грецька, німецька та англійська мови, французька література і на останньому році – філософія, яка дуже зацікавила юнака. Однак після ознайомлення з основами хімії в нього виник інтерес і до цієї науки. Тому в липні 1957 р. Жан-Марі здобув ступінь бакалавра з філософії, а у вересні – в галузі природничих наук. У Страсбурзькому університеті він почав глибше вивчати фізику і хімію. Особливе враження справила на юнака органічна хімія, оскільки магія цієї науки дозволяла перетворювати одні складні речовини на інші. Навіть удома він виконував деякі досліди з лабораторного практикуму. Дисертаційна робота Жан-Марі Лена була пов’язана з вивченням конформаційних та фізико-хімічних властивостей тритерпенів. Він досконало оволодів методом ядерного магнітного резонансу, що дуже допомогло йому в подальших дослідженнях. Здобувши ступінь доктора хімії в липні 1963 р., Жан-Марі Лен упродовж року стажувався в Гарвардському університеті в лабораторії Роберта Б. Вудворда (Robert Burns Woodward), нобелівського лауреата 1965 р., де взяв участь у видатному починанні Вудворда – синтезі вітаміну В₁₂. Прослухавши також курс квантової механіки, Лен виконував перші свої теоретичні обчислення молекул у Роальда Гоффмана (Roald Hoffmann), лауреата Нобелівської премії 1981 р., який, до речі, народився на території сучасної Львівської області. Так Жан-Марі Лен став свідком і учасником перших кроків зі створення знаменитого правила Вудворда – Гоффмана, що формулює принцип збереження орбітальної симетрії в перебігу хімічних реакцій. Після повернення до Страсбурга Лен розпочав самостійний науковий пошук. Він був фахівцем з органічної хімії, при цьому добре знався на квантовій хімії та фізичних методах досліджень. Поступово його інтерес почав зміщуватися від вивчення окремих молекул до проблеми міжмолекулярних взаємодій, адже питання взаємного впливу молекул є ключовим для розуміння перебігу біохімічних процесів у живих організмах. Це й стало в 1966–1970 рр. лейтмотивом діяльності його лабораторії, яку було створено після призначення Лена асистент-професором хімічного факультету Страсбурзького університету. Належало зробити вирішальний крок – знайти точку прикладання накопиченого наукового потенціалу. Лен зацікавився процесами, що відбуваються в нервовій системі й пов’язані з розподілом іонів натрію і калію відносно клітинної мембрани. Він мав намір винайти хімічні речовини, які впливали б на процес іонного транспорту. Пошуки таких сполук привели його до створення криптандів, робота над якими розпочалася в 1967 р.

Річ у тім, що в 60-х роках американець Чарлз Педерсен (Charles Pedersen) під час експерименту випадково отримав сполуки, які згодом назвали краун-ефірами (від crown – корона) за особливості їхньої структури – пусте всередині рухоме кільце, побудоване з етиленових фрагментів, сполучених атомами кисню. Варіюючи розмір циклу, він установив, що краун-ефіри здатні вибірково зв’язувати деякі катіони, розміщуючи їх усередині «корони». Жан-Марі Лен і американський хімік Дональд Крам (Donald James Cram) значно розвинули це відкриття. Результатом паралельних зусиль трьох дослідників став синтез молекул, здатних вибірково реагувати з іншими молекулами, подібно до того, як ферменти сполучаються з іншими природними молекулами. Жан-Марі Лен розширив коло краун-ефірів, синтезованих Педерсеном, а також створив нові тривимірні структури – криптанди (від грец. «прихований»), які також здатні селективно зв’язувати іони металів. Далі він синтезував молекулу, яка вибірково взаємодіє з ацетилхоліном – важливим передавачем нервових імпульсів. Його роботи заклали реальні передумови конструювання штучних ферментів, які можуть бути ефективнішими, ніж їх природні прототипи. Повний текст (PDF).