Sok kutatási terület és iparág függ attól, hogy a vegyészek képesek-e olyan molekulákat építeni, amelyek rugalmas és tartós anyagok, energiát tárolhatnak vagy gátolhatják a betegségek előrehaladását. A molekulaépítéshez sokszor katalizátorokra van szükség, amelyek szabályozzák és felgyorsítják a kémiai reakciókat anélkül, hogy a végtermék részévé válnának. Az autók katalizátorai a kipufogógázokban lévő mérgező anyagokat alakítják ártalmatlan molekulákká. Testünk is tartalmaz katalizátorokat, ezek az enzimek – biokatalizátorként is szokás ezeket emlegetni –, amelyek a szervezetünkben lejátszódó kémiai reakciók sebességét gyorsítják. A katalizátorok tehát alapvető eszközök a vegyészek számára, de a kutatók sokáig úgy vélték, hogy elvileg csak kétféle katalizátor létezik: a fémek és az enzimek. Benjamin List és David W. C. MacMillan azzal érdemelte ki az elismerést, hogy 2000-ben egymástól függetlenül ismerték fel a harmadik típusú, az aszimmetrikus organokatalízisként ismert eljárást.
– Ez a katalíziskoncepció olyan egyszerű, mint amilyen zseniális, sokan azon tűnődtek, miért nem gondoltunk rá korábban
– mondta a nyertesek nevét közlő tájékoztatón Johan Åqvist, a Kémiai Nobel-bizottság elnöke.
Az organikus katalizátoroknak stabil szénatomvázához olyan gyakori elemek tudnak csatlakozni, mint az oxigén, a nitrogén, a kén vagy a foszfor – ami azt jelenti, hogy ezek a katalizátorok nemcsak olcsón előállíthatók, de környezetbarátabbak is, mint a hagyományos megoldások.
A szerves katalizátorok gyors elterjedése elsősorban annak köszönhető, hogy képesek az aszimmetrikus katalízisre. Molekulák gyártása során gyakran előfordul, hogy két olyan molekula képződik, amelyek – akárcsak a kezünk – egymás tükörképei. A vegyészek gyakran csak az egyiket akarják, különösen igaz ez a gyógyszergyártásra. Hiába épül fel ugyanis ugyanazokból az atomokból a molekula, elképzelhető, hogy az egyik gyógyítja a szervezetünket, míg a tükörképe méregként hat rá. A gyártáskor természetesen az a cél, hogy a gyógyító változat keletkezzen. Ezt segíti elő az eljárás.
A Thomson Reuters, a világ vezető elektronikus adatszolgáltató vállalata egyébként már 2009-ben a kémiai Nobel-esélyesének tartotta Benjamin List-et a szerves molekulák katalizátorként való használatáért. A német tudós kutatócsoportja azóta számos, kis szerves molekula által katalizált reakciót fedezett fel.
Az organokatalízis elképesztő sebességgel fejlődik. Benjamin List és David W. C. MacMillan továbbra is vezető szerepet töltenek be ezen a területen. Az elmúlt két évtizedben bebizonyították, hogy a szerves katalizátorok felhasználhatók a kémiai reakciók sokaságánál. Ezeknek a reakcióknak a segítségével a kutatók hatékonyabban készíthetnek bármit, az új gyógyszereken át a napelemek fényt befogó molekulájáig. A svédek szerint a szerves katalizátorok hatalmas hasznot hoznak az emberiség számára.
Benjamin List 1968-ban született a németországi Frankfurtban. 1997-ben szerzett PhD-fokozatot a frankfurti Goethe Egyetemen. Jelenleg a Max Planck Intézet für Kohlenforschung igazgatója. David W. C. MacMillan 1968-ban Nagy-Britanniában született, és 1996-ban a Kaliforniai Egyetemen (Irvine) szerzett PhD-fokozatot. A Princeton Egyetem professzora. A két kitüntetett a Nobel-díjjal járó tízmillió svéd korona felét kapja fejenként.
Borítókép: Pernilla Wittung-Stafhede, a kémiai Nobel-díjat odaítélő bizottság tagja, Göran K. Hansson, a Királyi Svéd Tudományos Akadémia állandó titkára és Peter Somfai, a bizottság tagja a 2021-es kémiai Nobel-díj nyerteseinek stockholmi bejelentésén 2021. október 6-án. Fotó: MTI/EPA/TT Hírügynökség/Claudio Bresciani
