6 באוקטובר 2021
האקדמיה המלכותית השוודית למדעים החליטה להעניק את פרס נובל לכימיה לשנת 2021
רשימת בנימין
Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mülheim an der Ruhr, גרמניה
דוד WC מקמילן
אוניברסיטת פרינסטון, ארה"ב
"לפיתוח של אורגנוקטאליזה א-סימטרית"
כלי גאוני לבניית מולקולות
בניית מולקולות היא אומנות קשה.בנג'מין ליסט ודיוויד מקמילן זוכים בפרס נובל לכימיה לשנת 2021 על פיתוחם של כלי חדש ומדויק לבנייה מולקולרית: אורגנוקטאליזה.לכך הייתה השפעה רבה על מחקר התרופות, והפכה את הכימיה לירוקה יותר.
תחומי מחקר ותעשיות רבים תלויים ביכולתם של כימאים לבנות מולקולות שיכולות ליצור חומרים אלסטיים ועמידים, לאגור אנרגיה בסוללות או לעכב את התקדמות מחלות.עבודה זו דורשת זרזים, שהם חומרים השולטים ומאיצים תגובות כימיות, מבלי להפוך לחלק מהתוצר הסופי.לדוגמה, זרזים במכוניות הופכים חומרים רעילים באדי הפליטה למולקולות לא מזיקות.גופנו מכיל גם אלפי זרזים בצורת אנזימים, המסיתלים את המולקולות הנחוצות לחיים.
זרזים הם אפוא כלים בסיסיים עבור כימאים, אבל חוקרים האמינו זמן רב שיש, באופן עקרוני, רק שני סוגים של זרזים זמינים: מתכות ואנזימים.בנג'מין ליסט ודיוויד מקמילן זוכים בפרס נובל לכימיה לשנת 2021 מכיוון שבשנת 2000 הם, ללא תלות זה בזה, פיתחו סוג שלישי של קטליזה.זה נקרא אורגנוקטאליזה א-סימטרית והוא מתבסס על מולקולות אורגניות קטנות.
"המושג הזה לקטליזה הוא פשוט כמו שהוא גאוני, והעובדה היא שאנשים רבים תהו מדוע לא חשבנו על זה קודם לכן", אומר יוהאן אוקוויסט, שהוא יו"ר ועדת נובל לכימיה.
לזרזים אורגניים יש מסגרת יציבה של אטומי פחמן, שאליה יכולות להיצמד קבוצות כימיות פעילות יותר.אלה מכילים לעתים קרובות יסודות נפוצים כגון חמצן, חנקן, גופרית או זרחן.המשמעות היא שהזרזים הללו הם גם ידידותיים לסביבה וגם זולים לייצור.
ההתרחבות המהירה בשימוש בזרזים אורגניים נובעת בעיקר מיכולתם להניע קטליזה א-סימטרית.כאשר מולקולות נבנות, לעיתים קרובות מתרחשים מצבים שבהם יכולות להיווצר שתי מולקולות שונות, אשר - בדיוק כמו הידיים שלנו - הן תמונת המראה של זו של זו.כימאים לרוב ירצו רק אחד כזה, במיוחד בעת ייצור תרופות.
אורגנוקטאליזה התפתחה במהירות מדהימה מאז שנת 2000. בנג'מין ליסט ודיוויד מקמילן נותרו מובילים בתחום, והראו שניתן להשתמש בזרזים אורגניים כדי להניע המוני תגובות כימיות.באמצעות תגובות אלה, חוקרים יכולים כעת לבנות ביעילות רבה יותר כל דבר, החל מתרופות חדשות ועד מולקולות שיכולות ללכוד אור בתאי שמש.בדרך זו, זרזים אורגניים מביאים את התועלת הגדולה ביותר למין האנושי.
זמן פרסום: 15 באוקטובר 2021