RAPORT

Imigranci na granicy z Białorusią

Wiadomo, dla kogo Nobel z chemii. „Nowy rodzaj katalizy”

Nagroda Nobla z chemii (fot. PAP/EPA/Claudio Bresciani)
Nagroda Nobla z chemii (fot. PAP/EPA/Claudio Bresciani)

Tegoroczna Nagroda Nobla z chemii trafi do Benjamina Lista i Davida MacMillana – twórców nowego, precyzyjnego narzędzia do „budowania” cząsteczek organicznych. Ich prace miały wpływ na tworzenie nowych leków. Sprawiły, że niektóre procesy chemiczne przebiegają szybciej i bardziej przyjaźnie dla środowiska.

Nobel z chemii 2020 za „przepisywanie kodu życia”

Piękna sala gmachu Królewskiej Szwedzkiej Akademii nauk gościła we wtorek nielicznych dziennikarzy i uczonych, gdyż ogłaszano tam Nagrody Nobla z...

zobacz więcej

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. Są jak wspólny znajomy, dzięki którym obce sobie osoby mogą stworzyć udany związek.

Na przykład katalizatory w samochodach przekształcają toksyczne substancje zawarte w spalinach w nieszkodliwe cząsteczki. Także w naszych organizmach działają tysiące katalizatorów w postaci enzymów. Powstają dzięki nim cząsteczki niezbędne do życia.

Podstawowe narzędzia chemików


Katalizatory są dla chemików podstawowymi narzędziami. Do niedawna uważano, że zasadniczo dostępne są tylko dwa rodzaje katalizatorów: metale (na przykład wanad, rtęć czy platyna) i enzymy. Tegoroczni nobliści w dziedzinie chemii – Benjamin List i David MacMillan – w 2000 r., niezależnie od siebie, opracowali trzeci rodzaj katalizy. Tak zwana asymetryczna organokataliza opiera się na małych cząsteczkach organicznych. W porównaniu do klasycznej katalizy z udziałem metali (coraz częściej odrzucanej przez przemysł farmaceutyczny) większość organokatalizatorów jest nietoksyczna, trwała w atmosferze tlenu i odporna na działanie powietrza i wody. Dodatkowo reakcje z ich udziałem są łatwe do przeprowadzenia.

Nobel z chemii. Jest trzech laureatów

Amerykanin John B. Goodenough, Brytyjczyk M. Stanley Whittingham oraz Japończyk Akira Yoshino zostali lureatami Nagrody Nobla z chemii 2019 za...

zobacz więcej

– Ta koncepcja katalizy jest tak samo prosta, jak i genialna. Faktem jest, że wiele osób zastanawiało się: dlaczego nie pomyśleliśmy o tym wcześniej – powiedział ogłaszając wynik przewodniczący Komitetu Nobla ds. Chemii, Johan Åqvist.

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.

Twoje INFO - kontakt z TVP INFO
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.

Na froncie wojny z rakiem nawet Nobel nie daje gwarancji

W walce z nowotworami nawet najnowocześniejsze i nagrodzone Noblem terapie czasem zawodzą. Do tego już przywykliśmy. Szok i niedowierzanie wywołują...

zobacz więcej

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 urodził się w 1968 r. we Frankfurcie. Doktorat uzyskał w 1997 r. 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).

Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne
źródło:

Zobacz więcej