Kompensasjon For Stjernetegn
Betydende C -Kjendiser

Finn Ut Kompatibilitet Med Stjernetegn

Forklart: Enkel idé som katalyserte spillskiftende reaksjoner

Den enkle ideen som List og MacMillan kom på, og jobbet uavhengig, var å se etter nye katalysatorer, stoffene som ble brukt til å akselerere kjemiske reaksjoner, når de fleste trodde de satt fast i et eksisterende, noe ineffektivt sett.

2021-prisvinnerne Benjamin List (til venstre) og David Macmillan. (Nobelprisens nettsted)

Enkle ideer er ofte de vanskeligste å forestille seg, sa Nobelpriskomiteen mens de hedret Benjamin List og David MacMillan med årets Kjemi Nobel.





Den enkle ideen som List og MacMillan kom på, og jobbet uavhengig, var å se etter nye katalysatorer, stoffene som ble brukt til å akselerere kjemiske reaksjoner, når de fleste trodde de satt fast i et eksisterende, noe ineffektivt sett.

Nobelprisen i økonomi| Topppremie for arbeidsøkonomi

De nye katalysatorene, avledet fra naturlig forekommende kjemikalier, var grønnere og billigere, og sørget for at sluttproduktet av den kjemiske reaksjonen var av en bestemt variasjon - og trengte ikke å gå gjennom en renseprosess for å gi ønsket type forbindelse.



Oppdagelsen som ble tildelt Nobelprisen i kjemi 2021 har tatt molekylær konstruksjon til et helt nytt nivå, sa Nobelkomiteen. Brukene inkluderer forskning på nye legemidler, og det har også bidratt til å gjøre kjemi grønnere.

Nobels fredspris 2021| Uavhengige journalister som sto opp for ytringsfriheten

Katalysatorer



Når to eller flere forbindelser reagerer for å danne nye forbindelser, blir prosessen ofte hjulpet av andre kjemikalier som ikke endrer seg selv, men som bidrar til å fremskynde reaksjonen. Disse katalysatorene har vært kjent i det minste siden midten av 1800-tallet, og brukes i praktisk talt alle kjemiske prosesser i disse dager.


jeffree star calabasas house

Fram til rundt 2000 var det bare kjent at to typer kjemikalier virket som effektive katalysatorer: metaller, hovedsakelig tyngre metaller; og enzymer, naturlig forekommende tunge molekyler som letter alle livsbærende biokjemiske prosesser. Begge disse settene med katalysatorer hadde begrensninger.



Tyngre metaller er dyre, vanskelige å utvinne og giftige for mennesker og miljø. Til tross for de beste prosessene ble det igjen spor i sluttproduktet; dette skapte problemer i situasjoner der forbindelser med svært høy renhet var påkrevd, som ved fremstilling av medisiner. Metaller krevde også et miljø fritt for vann og oksygen, noe som var vanskelig å sikre i industriell skala.

Enzymer på den annen side fungerer best når vann brukes som medium for den kjemiske reaksjonen. Men det er ikke et miljø som er egnet for alle typer kjemiske reaksjoner.



Organisk katalyse

List og MacMillan, begge 53, begynte å eksperimentere med enkle organiske forbindelser. Organiske forbindelser er for det meste naturlig forekommende stoffer, bygget rundt et rammeverk av karbonatomer og inneholder vanligvis hydrogen, oksygen, nitrogen, svovel eller fosfor. Livsstøttende kjemikalier som proteiner, som er lange kjeder av aminosyrer (karbonforbindelser som inneholder nitrogen og oksygen) er organiske. Enzymer er også proteiner, og derfor organiske forbindelser.



List og MacMillan var klar over tidligere forskning fra 1970-tallet, der en aminosyre kalt prolin ble brukt som katalysator i noen spesifikke reaksjoner. Men dens rolle ble ikke fullt ut utforsket. De begynte å jobbe med individuelle aminosyrer i enzymer - og slo gull.

Fysiologi Nobel| Nobel for å dechiffrere vitenskapen om berøring

Asymmetrisk katalyse



De individuelle aminosyrene hadde en ekstra fordel: de sørget for at bare én variant av sluttproduktet ble gitt i reaksjonen.

Stoffer kan ha nøyaktig samme kjemiske sammensetning og molekylformel; allikevel er det store forskjeller i egenskapene deres. De er kjent som isomerer. En type isomerer er de som er forskjellige i måten individuelle atomer er orientert i tredimensjonalt rom. To molekyler kan være nøyaktig like, bortsett fra at de er speilbilder av hverandre, som hendene våre. For enkelhets skyld refererer forskere ofte til disse molekylene som venstrehendte eller høyrehendte. Denne enkle forskjellen kan noen ganger ha enorme konsekvenser, fordi den lar molekylene binde seg på forskjellige steder når de samhandler med andre molekyler.

Sluttproduktet i en kjemisk reaksjon er vanligvis en blanding av venstrehendte og høyrehendte molekyler. De normale kjemiske reaksjonene som utføres i laboratorier er ikke selektive i denne forbindelse. Men naturen er det. Fordi speilbildene kan ha svært forskjellige egenskaper, er naturlige prosesser ekstremt selektive og presise. De produserer enten et venstrehendt eller et høyrehendt molekyl.

List og MacMillan oppdaget at ved å bruke en naturlig forbindelse som en aminosyre som katalysator, oppnådde de bare ett spesifikt speilbilde av sluttproduktet. Dette ble senere kalt asymmetrisk katalyse.

List og MacMillan kom opp med en absolutt game changer. Feltet for organiske katalysatorer, et navn som MacMillan senere brukte for å beskrive disse nye settene med katalysatorer, har eksplodert de siste to tiårene. De oppdaget et enkelt, genialt verktøy, men dets virkning har vært enorm, hovedsakelig i den farmasøytiske industrien, men også flere andre steder, sa prof. RG Bhat ved Indian Institute of Science Education and Research i Pune, som selv jobber med organokatalysatorer. .

Dr S Chandrashekhar, direktør for det Hyderabad-baserte Indian Institute of Chemical Technology, sa at den store betydningen av arbeidet var at det gjorde prosessene mye tryggere og mer bærekraftig enn tidligere.


william devane alder

Fysikk Nobel 2021| Første Nobel for klimavitenskap

Jeg er også veldig glad for å se at Nobelkomiteen valgte et gjennombrudd innen ren kjemi denne gangen. Tidligere har Chemistry Nobel ofte anerkjent arbeid som i hovedsak tilhørte biologiens rike, sa han.

Nyhetsbrev| Klikk for å få dagens beste forklaringer i innboksen din

Del Med Vennene Dine: