6 октября 2021 г.
Шведская королевская академия наук приняла решение присудить Нобелевскую премию по химии 2021 года

Бенджамин Лист
Макс-Планк-Институт Коленфоршунга, Мюльхайм-ан-дер-Рур, Германия

Дэвид В.К. Макмиллан
Принстонский университет, США

«За развитие асимметричного органокатализа»

Гениальный инструмент для построения молекул
Создание молекул — сложное искусство. Бенджамин Лист и Дэвид Макмиллан удостоены Нобелевской премии по химии 2021 года за разработку нового точного инструмента молекулярного строительства: органокатализа. Это оказало большое влияние на фармацевтические исследования и сделало химию более экологичной.

Многие области исследований и отрасли зависят от способности химиков создавать молекулы, которые могут образовывать эластичные и прочные материалы, хранить энергию в батареях или сдерживать развитие болезней. Для этой работы необходимы катализаторы — вещества, которые контролируют и ускоряют химические реакции, не становясь при этом частью конечного продукта. Например, катализаторы в автомобилях преобразуют токсичные вещества выхлопных газов в безвредные молекулы. Наше тело также содержит тысячи катализаторов в виде ферментов, которые выделяют молекулы, необходимые для жизни.

Таким образом, катализаторы являются фундаментальным инструментом для химиков, но исследователи долгое время считали, что в принципе доступно только два типа 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 настолько же проста, насколько и гениальна, и дело в том, что многие люди задавались вопросом, почему мы не подумали об этом раньше», — говорит Йохан Аквист, председатель Нобелевского комитета по химии.

Органические катализаторы имеют стабильный 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 обусловлено, прежде всего, их способностью стимулировать 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.

С 2000 года органокатализ развивался с поразительной скоростью. Бенджамин Лист и Дэвид Макмиллан остаются лидерами в этой области и показали, 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.