Giải Nobel Hóa học 2021 Benjamin List và David WC MacMillan

6 tháng 10 năm 2021
Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển đã quyết định trao giải Nobel Hóa học 2021 cho

Danh sách Benjamin
Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mülheim an der Ruhr, Đức

David WC MacMillan
Đại học Princeton, Mỹ

“để phát triển xúc tác hữu cơ bất đối xứng”

Một công cụ khéo léo để xây dựng các phân tử
Xây dựng các phân tử là một nghệ thuật khó khăn.Benjamin List và David MacMillan được trao Giải Nobel Hóa học 2021 vì đã phát triển một công cụ mới chính xác để xây dựng phân tử: xúc tác hữu cơ.Điều này đã có tác động lớn đến nghiên cứu dược phẩm và làm cho hóa học trở nên xanh hơn.

Nhiều lĩnh vực nghiên cứu và ngành công nghiệp phụ thuộc vào khả năng của các nhà hóa học trong việc xây dựng các phân tử có thể tạo thành vật liệu đàn hồi và bền, lưu trữ năng lượng trong pin hoặc ức chế sự tiến triển của bệnh tật.Công việc này đòi hỏi chất xúc tác, là những chất kiểm soát và tăng tốc phản ứng hóa học, mà không trở thành một phần của sản phẩm cuối cùng.Ví dụ, chất xúc tác trong ô tô biến đổi các chất độc hại trong khói thải thành các phân tử vô hại.Cơ thể chúng ta cũng chứa hàng ngàn chất xúc tác dưới dạng enzym, giúp tạo ra các phân tử cần thiết cho sự sống.

Do đó, chất xúc tác là công cụ cơ bản cho các nhà hóa học, nhưng các nhà nghiên cứu từ lâu đã tin rằng về nguyên tắc, chỉ có hai loại chất xúc tác: kim loại và enzym.Benjamin List và David MacMillan được trao giải Nobel Hóa học 2021 vì vào năm 2000, họ độc lập với nhau đã phát triển loại xúc tác thứ ba.Nó được gọi là xúc tác hữu cơ không đối xứng và được xây dựng dựa trên các phân tử hữu cơ nhỏ.

Johan Åqvist, chủ tịch Ủy ban Nobel Hóa học cho biết: “Khái niệm về chất xúc tác này vừa đơn giản vừa khéo léo, và thực tế là nhiều người đã thắc mắc tại sao chúng tôi không nghĩ ra nó sớm hơn”.

Các chất xúc tác hữu cơ có một khung nguyên tử carbon ổn định, mà các nhóm hóa học hoạt động mạnh hơn có thể gắn vào.Chúng thường chứa các nguyên tố phổ biến như oxy, nitơ, lưu huỳnh hoặc phốt pho.Điều này có nghĩa là các chất xúc tác này đều thân thiện với môi trường và chi phí sản xuất rẻ.

Việc mở rộng nhanh chóng việc sử dụng các chất xúc tác hữu cơ chủ yếu là do khả năng thúc đẩy xúc tác bất đối xứng của chúng.Khi các phân tử đang được xây dựng, các tình huống thường xảy ra khi hai phân tử khác nhau có thể hình thành, mà – giống như bàn tay của chúng ta – là hình ảnh phản chiếu của nhau.Các nhà hóa học thường chỉ muốn một trong số này, đặc biệt là khi sản xuất dược phẩm.

Xúc tác hữu cơ đã phát triển với một tốc độ đáng kinh ngạc kể từ năm 2000. Benjamin List và David MacMillan vẫn là những người đi đầu trong lĩnh vực này và đã chỉ ra rằng các chất xúc tác hữu cơ có thể được sử dụng để điều khiển vô số phản ứng hóa học.Sử dụng những phản ứng này, giờ đây các nhà nghiên cứu có thể xây dựng mọi thứ một cách hiệu quả hơn, từ dược phẩm mới đến các phân tử có thể thu ánh sáng trong pin mặt trời.Bằng cách này, các chất xúc tác hữu cơ đang mang lại lợi ích lớn nhất cho loài người.