6 октября 2021 г.
Шведская королевская академия наук приняла решение присудить Нобелевскую премию по химии 2021 г.
Бенджамин Лист
Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Мюльхайм-ан-дер-Рур, Германия
Дэвид В.К. Макмиллан
Принстонский университет, США
«за разработку асимметричного органокатализа»
Гениальный инструмент для построения молекул
Построение молекул — сложное искусство.Бенджамин Лист и Дэвид Макмиллан удостоены Нобелевской премии по химии 2021 года за разработку нового точного инструмента для молекулярного конструирования: органокатализ.Это оказало большое влияние на фармацевтические исследования и сделало химию более экологичной.
Многие области исследований и отрасли промышленности зависят от способности химиков конструировать молекулы, которые могут образовывать эластичные и прочные материалы, накапливать энергию в батареях или препятствовать прогрессированию заболеваний.Для этой работы необходимы катализаторы — вещества, которые контролируют и ускоряют химические реакции, не становясь при этом частью конечного продукта.Например, катализаторы в автомобилях превращают токсичные вещества выхлопных газов в безвредные молекулы.Наши тела также содержат тысячи катализаторов в виде ферментов, которые выделяют молекулы, необходимые для жизни.
Таким образом, катализаторы являются основным инструментом для химиков, но исследователи долгое время считали, что в принципе существует только два типа доступных катализаторов: металлы и ферменты.Бенджамин Лист и Дэвид Макмиллан удостоены Нобелевской премии по химии 2021 года за то, что в 2000 году они независимо друг от друга разработали третий тип катализа.Он называется асимметричным органокатализом и основан на небольших органических молекулах.
«Эта концепция катализа столь же проста, сколь и гениальна, и факт в том, что многие люди задавались вопросом, почему мы не додумались до этого раньше», — говорит Йохан Оквист, председатель Нобелевского комитета по химии.
Органические катализаторы имеют устойчивый каркас из атомов углерода, к которому могут присоединяться более активные химические группы.Они часто содержат общие элементы, такие как кислород, азот, сера или фосфор.Это означает, что эти катализаторы экологически безопасны и дешевы в производстве.
Быстрое расширение использования органических катализаторов в первую очередь связано с их способностью запускать асимметричный катализ.При построении молекул часто возникают ситуации, когда могут образоваться две разные молекулы, которые, как и наши руки, являются зеркальным отражением друг друга.Химикам часто нужен только один из них, особенно при производстве фармацевтических препаратов.
Начиная с 2000 года органокатализ развивается с поразительной скоростью. Бенджамин Лист и Дэвид Макмиллан остаются лидерами в этой области и продемонстрировали, что органические катализаторы можно использовать для запуска множества химических реакций.Используя эти реакции, исследователи теперь могут более эффективно создавать что угодно, от новых фармацевтических препаратов до молекул, способных улавливать свет в солнечных элементах.Таким образом, органокатализаторы приносят наибольшую пользу человечеству.
Время публикации: 15 октября 2021 г.