211service.com
Katalizator Katharsis
Tegoroczni laureaci Nagrody Nobla w dziedzinie chemii, ogłoszonej w środę 5 października, odkryli katalizatory dla eleganckiego nowego sposobu tworzenia cząsteczek organicznych. Ich prace otworzyły możliwość stworzenia szerokiej gamy precyzyjnie dostrojonych katalizatorów do wytwarzania cząsteczek, które były albo niemożliwe do wytworzenia wcześniej, albo wymagały długiej serii etapów syntezy.
W 1971 Yves Chauvin, który prowadził pionierskie badania w Institut Francais du Petrole, zaproponował mechanizm wyjaśniający tajemnicze reakcje, które chemicy z firm naftowych obserwowali od dziesięcioleci: chociaż produkty, w tym prekursor zwykłego plastiku, były znajome. , chemia reakcji była nieznana.
Dopiero praca Richarda Schrocka z MIT (kliknij tutaj, aby zobaczyć Schrocka), kolejnego zwycięzcy tegorocznej nagrody, potwierdziła, że Chauvin miał rację. Schrock stworzył katalizatory metalowo-węglowe, które rozbijały cząsteczki o silnych wiązaniach podwójnych i ponownie je składały.
Dzięki jego pracy chemicy wiedzą teraz nie tylko, jak działają te katalizatory, ale także, że można je dostroić, aby tworzyć różne produkty, zmieniając układ atomów wokół rdzenia katalizatora. Ponieważ możliwe jest tak wiele kombinacji metali i otaczających je atomów, prace Schrocka otworzyły przed chemikami nowe możliwości.
To było bardzo ekscytujące, mówi Guillermo Bazan, doktorant w laboratorium Schrocka w 1990 roku, który po raz pierwszy zobaczył dowody na to, że mieli katalizator, którego potrzebowali. Bazan, obecnie profesor chemii organicznej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Barbara, przez 20 minut wpatrywał się ze zdumieniem w szczyt, pokazując, że naukowcy z MIT odnieśli sukces. Skończył długi projekt, ale pamięta, jak myślał: „Od czego zaczynamy?”. Ponieważ mieliśmy tyle rzeczy, które mogliśmy zrobić.
Katalizator, w którym zastosowano metaliczny molibden, został opisany w pracy z 1990 roku. Dwa lata później inny chemik, Robert Grubbs, z Caltech, trzeci zdobywca nagrody, stworzył katalizator wykorzystujący ruten. Wersja Grubbsa, choć nie tak aktywna jak Schrocka, mogła być używana w codziennych warunkach. Wygoda katalizatorów Grubba doprowadziła do szerokiego zastosowania.
Katalizatory powstałe w wyniku ich badań stały się dominujące w wielu dziedzinach chemii – mówi Amir Hoveyda, profesor chemii Boston College. Jednak Hoveyda twierdzi, że zastosowania tej technologii nie są realizowane nawet w 5 do 10 procentach.
Mimo to wiele cennych związków, w tym potencjalne leki na zapalenie wątroby typu C, infekcje grzybicze, grypę i AIDS, są bezpośrednio powiązane z pracami tegorocznych trzech noblistów z dziedziny chemii. Rzeczywiście, co najmniej dwa leki wykorzystujące tego rodzaju katalizatory znajdują się obecnie w późnym stadium badań na ludziach.
Reakcje możliwe dzięki katalizatorom można również wykorzystać do wytwarzania zaawansowanych tworzyw sztucznych, takich jak polimery przewodzące prąd elektryczny.
W przypadku wielu reakcji katalizatory wyprodukowane przez Schrocka i Grubbsa doprowadziły do znacznie wydajniejszych procesów syntetycznych. To najczystsze reakcje, z jakimi możesz sobie poradzić, mówi Sarah Dolman, niedawna absolwentka grupy Schrock, która obecnie pracuje w Merck Frosst, firmie farmaceutycznej z siedzibą w Kirkland w Kanadzie.
Chociaż katalizatory te dowiodły swojej praktycznej wartości i obiecują znacznie więcej zastosowań, Schrock wskazuje, że wszystkie te postępy pojawiły się dzięki umożliwieniu naukowcom zaspokojenia własnej ciekawości. Te początkowe odkrycia były wynikiem podstawowych badań, nie wiedziałem, dokąd zmierza, powiedział Schrock.