Nobel z Chemii za "za rozwój asymetrycznej organokatalizy"

"Zastosowanie metody obejmuje badania nad nowymi farmaceutykami, a także pomaga uczynić chemię bardziej ekologiczną" - dodał komitet. 

Wyjaśniono, że "naukowcy od dawna wierzyli, że dostępne są tylko dwa rodzaje katalizatorów: metale i enzymy. Niezależnie od siebie laureaci Benjamin List i David MacMillan opracowali trzeci typ – asymetryczną organokatalizę – która opiera się na małych cząsteczkach organicznych". 

Katalizatory w chemii

Teoretycznie każdy, nawet najbardziej złożony związek chemiczny można wytworzyć, mając odpowiednią liczbę właściwych atomów. Trzeba je tylko połączyć w odpowiedni sposób - we właściwych proporcjach - i tak, by powstała cząsteczka o określonej budowie. W praktyce potrzebne są właściwe surowce, a do udanej syntezy często prowadzi wiele etapów, nierzadko przeprowadzanych pod wysokim ciśnieniem czy w wysokiej temperaturze (w takich warunkach reakcje zachodzą wydajniej).

Szeroko stosowane są też katalizatory - substancje, które kontrolują i przyspieszają reakcje chemiczne, nie stając się częścią produktu końcowego. 

"Wiele obszarów badawczych i branż jest zależnych od zdolności chemików do konstruowania cząsteczek, które mogą tworzyć elastyczne i trwałe materiały, magazynować energię w bateriach lub hamować postęp chorób. Ta praca wymaga katalizatorów, czyli substancji, które kontrolują i przyspieszają reakcje chemiczne, nie stając się częścią produktu końcowego. Na przykład katalizatory w samochodach przekształcają toksyczne substancje zawarte w spalinach w nieszkodliwe cząsteczki. Nasze ciała zawierają również tysiące katalizatorów w postaci enzymów, które wykuwają cząsteczki niezbędne do życia" - opisuje komitet noblowski. 

Nowy, trzeci, katalizator to dzieło tegorocznych laureatów Nobla. Wskazano, że "Benjamin List i David MacMillan otrzymują Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii, ponieważ w 2000 roku, niezależnie od siebie, opracowali trzeci rodzaj katalizy. Nazwano go asymetryczną organokatalizą i opiera się na małych cząsteczkach organicznych".

- Ta koncepcja katalizy jest genialna w swej prostocie, a faktem jest, że wiele osób zastanawiało się, dlaczego nie pomyśleliśmy o tym wcześniej – mówi Johan Åqvist, przewodniczący Komitetu Noblowskiego ds. Chemii.

Katalizatory organiczne mają stabilny szkielet z atomów węgla, do którego mogą przyłączać się bardziej aktywne grupy chemiczne. Często zawierają one pospolite pierwiastki, takie jak tlen, azot, siarka czy fosfor. Oznacza to, że katalizatory te są zarówno przyjazne dla środowiska (nie zawierają metali ciężkich), jak i tanie w produkcji.

Szczególnie cenną zaletą katalizatorów organicznych jest ich zdolność do napędzania katalizy asymetrycznej. Kiedy budowane są cząsteczki, często zdarzają się sytuacje, w których mogą powstać dwie różne cząsteczki, które – podobnie jak nasze dłonie – są swoim lustrzanym odbiciem.

Często tylko jedna postać cząsteczki ma potrzebne właściwości, co jest ważne zwłaszcza w przypadku farmaceutyków. Na przykład talidomid w postaci jednego enancjomeru był skutecznym lekiem uspokajającym, ale inny jego enencjomer, stosowany u kobiet ciężarnych, uszkadzał płód.

Szerokie zastosowanie katalizatorów organicznych 

Tegoroczni nobliści w dziedzinie chemii, List i MacMillan - pozostają liderami w rozwoju organokatalizy. Wykazali oni, że katalizatory organiczne mogą być wykorzystywane do prowadzenia wielu reakcji chemicznych. Wykorzystując te reakcje, naukowcy mogą teraz wydajniej konstruować wszystko, od nowych farmaceutyków po cząsteczki, które mogą wychwytywać światło w ogniwach słonecznych.

Konstruowane przez chemików nowe cząsteczki znajdują zastosowanie w wielu branżach. Mogą tworzyć elastyczne i trwałe materiały, magazynować energię w bateriach, hamować postęp chorób i leczyć je.

Benjamin List i David W.C. MacMillan

Benjamin List urodził się w roku 1968 we Frankfurcie. Doktorat uzyskał w roku 1997 na tamtejszym Uniwersytecie Goethego. Jest dyrektorem Max-Planck-Institut für Kohlenforschung w Mülheim an der Ruhr (Niemcy).

David W.C. MacMillan, urodził się w w tym samy co List roku 1968 w Bellshill w Wielkiej Brytanii. Doktorat obronił o rok wcześniej (1996) na University of California w Irvine (USA). Jest profesorem Princeton University (USA).

Laureaci podzielą się po równo nagrodą w wysokości 10 mln koron szwedzkich (ok. 980 tys. euro).

WIDEO: Doniesienia z Ukrainy. Czym jest system Rubież?