Nobel 2021: Benjamin List şi David W.C. MacMillan, laureaţii premiului Nobel pentru chimie

Un instrument ingenios pentru a construi molecule

Construirea de molecule este o artă dificilă. Benjamin List şi David MacMillan au fost recompensaţi cu premiul Nobel pentru chimie pe anul 2021 datorită dezvoltării unui nou instrument de mare precizie în domeniul construcţiei moleculare: organocataliza. Această tehnică a avut un impact important asupra cercetărilor farmaceutice şi a ajutat chimia să devină o disciplină "mai verde".

Multe domenii de cercetare şi industrii sînt dependente de abilitatea chimiştilor de a construi molecule care pot să formeze materiale elastice şi durabile, să stocheze energie în baterii sau să inhibe propagarea bolilor. Aceste procese necesită catalizatori, substanţe care controlează şi accelerează reacţiile chimice, fără să devină parte din produsul final. De exemplu, catalizatorii din automobile transformă substanţele toxice din gazele de eşapament în molecule inofensive. Corpul uman conţine de asemenea mii de catalizatori sub forma unor enzime, care extrag moleculele necesare vieţii.

Catalizatorii sînt din acest motiv instrumente fundamentale pentru chimişti, însă oamenii de ştiinţă au crezut pentru multă vreme că existau, în principiu, doar două tipuri de catalizatori disponibili: metale şi enzime. Benjamin List şi David MacMillan au cîştigat premiul Nobel pentru chimie din acest an pentru că au dezvoltat în 2000, independent unul de celălalt, un al treilea tip de cataliză. Aceasta se numeşte organocataliză asimetrică şi are la bază mici molecule organice.

"Acest concept de cataliză este pe atît de simplu pe cît este de ingenios şi, de fapt, mulţi oameni s-au întrebat de ce nu ne-am gîndit la aşa ceva mai devreme", a declarat Johan Aqvist, preşedintele Comitetului Nobel pentru chimie.

Catalizatorii organici au o structură stabilă formată din atomi de carbon, la care pot fi ataşate grupări chimice mai active. Acestea conţin adeseori elemente chimice comune, precum oxigen, azot, sulf şi fosfor. Acest lucru înseamnă că noul tip de cataliză este atît prietenos cu mediul înconjurător, cît şi ieftin de produs.

Expansiunea rapidă a utilizării catalizatorilor organici se datorează în principal abilităţii lor de a stimula catalize asimetrice. Atunci cînd moleculele sînt construite, apar adeseori situaţii în care pot să se formeze două molecule diferite, care - la fel ca mîinile noastre - sînt imaginea în oglindă a celeilalte. Chimiştii vor să folosească adeseori doar una dintre ele, în special atunci cînd produc substanţe farmaceutice.

Organocataliza s-a dezvoltat cu o viteză uluitoare începînd din anii 2000. Benjamin List şi David MacMillan rămîn lideri în acest domeniu de cercetare şi au demonstrat că aceşti catalizatori organici pot fi utilizaţi pentru a susţine o multitudine de reacţii chimice. Folosind acele reacţii, cercetătorii pot de acum să construiască mai eficient substanţe şi materiale noi, de la noi produse farmaceutice şi pînă la molecule care pot să capteze lumina în celule solare. În acest fel, catalizatorii organici aduc omenirii beneficii imense.

Benjamin List, născut în anul 1968 în Germania, a obţinut diploma de doctorat la Universitatea Goethe din Frankfurt în 1997. În prezent, el este directorul Institutului Max Planck pentru cercetări asupra cărbunelui din oraşul Mulheim an der Ruhr.

David W.C. MacMillan s-a născut în 1968 în oraşul Bellshill din Marea Britanie. Şi-a obţinut doctoratul în 1996 la Universitatea California din oraşul american Irvin şi este în prezent profesor la Universitatea Princeton din Statele Unite.

În 2020, premiul Nobel pentru chimie a fost atribuit cercetătoarelor Emmanuelle Charpentier şi Jennifer A. Doudna pentru dezvoltarea unei metode de editare a genomului.

Cu excepţia distincţiei acordate în domeniul economiei, premiile Nobel au fost create de magnatul suedez Alfred Nobel (1833-1896), inventatorul dinamitei.

În 2021, fiecare premiu Nobel va fi însoţit de un cec în valoare de 10 milioane de coroane suedeze (1,1 milioane de dolari).

Sezonul premiilor Nobel din acest an a debutat luni, odată cu atribuirea premiului pentru medicină, care a revenit cercetătorilor David Julius şi Ardem Patapoutian, premiaţi pentru descoperirea receptorilor de temperatură şi de atingere.

Marţi, premiul Nobel pentru fizică a fost decernat cercetătorilor Syukuro Manabe, Klaus Hasselmann şi Giorgio Parisi, recompensaţi pentru studii ce au vizat sistemele fizice complexe.

După atribuirea premiului Nobel pentru chimie, decernat miercuri cercetătorilor Benjamin List şi David W.C. MacMillan pentru dezvoltarea organocatalizei asimetrice, sezonul premiilor Nobel din 2020 va continua cu decernarea premiului pentru literatură, pe 7 octombrie, şi a premiului pentru pace, pe 8 octombrie. Premiul Riksbank Sveriges în Ştiinţe Economice în Memoria lui Alfred Nobel va fi anunţat în data de 11 octombrie.