Premiul Nobel pentru chimie din 2021 a fost acordat lui Benjamin List și David MacMillan. Aceștia au dezvoltat un nou tip de catalizator pentru optimizarea reacțiilor chimice și pentru „manipularea” moleculelor.
„În prezent, această nouă substanță este deja utilizată pe scară largă, de exemplu în detectarea drogurilor”, a declarat Pernilla Wittung-Stafshede, membru al comitetului Nobel, în timpul anunțării premiului.
Până în anul 2000 erau cunoscute doar două tipuri de catalizatori utilizați pentru producerea reacțiilor chimice. Unul dintre aceștia este reprezentat de enzime, care sunt molecule mari, formate din sute sau mii de aminoacizi condensați. Ceilalți catalizatori sunt cei metalici, precum platina din convertoarele catalitice. Adesea, metalul este încorporat într-o moleculă.
Benjamin List din cadrul Institutului Max Planck pentru Cercetarea Cărbunelui, Germania, s-a întrebat dacă pentru catalizarea unei reacții este necesară o întreagă enzimă. Acesta a încercat să folosească un singur aminoacid, denumit prolină.
„Atunci când am realizat acest experiment, m-am gândit că poate este o idee stupidă, dar când am văzut că funcționează, am simțit că acest lucru ar putea fi ceva important”, a declarat List.
David MacMillan din cadrul Universității Princeton lucra cu un catalizator metalic, sub forma unei molecule mici care conținea un atom de cupru. Problema era că această moleculă era instabilă. Așadar, MacMillan a încercat să utilizeze molecule organice simple, care nu conțin atomi de metal. În cele din urmă, acesta a descoperit o moleculă de acest tip.
Lucrările lui List și MacMillan au arătat pentru prima dată faptul că moleculele organice mici pot acționa ca și catalizatori. În mod esențial, acești catalizatori organici mici pot genera molecule cu o „manevrabilitate” specifică. Din cauza izomeriei optice, multe dintre molecule pot avea proprietăți diferite. Din acest motiv, domeniul este cunoscut sub numele de organocataliză asimetrică.
„Pentru a cataliza reacțiile într-o manieră precisă, ieftină, rapidă și ecologică, putem utiliza molecule organice mici în același fel ca în cazul enzimelor mari și catalizatorilor metalici. Descoperirile lor au inițiat un mod total nou de a gândi modul în care putem utiliza molecule organice”, a declarat Wittung-Stafshede.
List a declarat faptul că potențialul acestui nou tip de catalizator este enorm. „Primii noștri catalizatori erau probabil de un milion de ori mai puțin eficienți. Adevărata revoluție a descoperirilor noastre începe acum. Cu acești catalizatori organici extrem de reactivi putem face lucruri care nu pot fi realizate cu enzime sau chiar cu cele mai sofisticate complexe metalice”, a adăugat acesta.