211service.com
Katalysator katharsis
Dette års vindere af Nobelprisen i kemi, som blev annonceret onsdag den 5. oktober, opdagede katalysatorer for en elegant ny måde at skabe organiske molekyler på. Deres arbejde har åbnet muligheden for en bred vifte af præcist indstillede katalysatorer til fremstilling af molekyler, der enten var umulige at lave før, eller som krævede en lang række syntesetrin.
I 1971 foreslog Yves Chauvin, som lavede sin banebrydende forskning ved Institut Francais du Petrole, en mekanisme til at forklare mystiske reaktioner, som kemikere hos olieselskaber havde observeret i årtier: selvom produkterne, inklusive en forløber for en almindelig plastik, var velkendte kemien bag reaktionerne var ukendt.
Det tog arbejdet fra Richard Schrock fra MIT ( klik her for at se Schrock ), en anden vinder af dette års pris, for at bekræfte, at Chauvin havde ret. Schrock lavede metal-carbon-katalysatorer, der adskilte molekyler med stærke dobbeltbindinger og samlede dem igen.
På grund af hans arbejde ved kemikere nu ikke kun, hvordan disse katalysatorer virker, men også, at de kan indstilles til at skabe forskellige produkter ved at ændre arrangementet af atomer omkring katalysatorens kerne. Fordi så mange kombinationer af metaller og omgivende atomer er mulige, har Schrocks arbejde åbnet en udsigt over muligheder for kemikere.
Det var meget spændende, siger Guillermo Bazan, en kandidatstuderende i Schrocks laboratorium i 1990, som første gang så beviserne for, at de havde den katalysator, de havde brug for. Bazan, nu professor i organisk kemi ved University of California i Santa Barbara, sad og stirrede forbløffet i 20 minutter på toppen, hvilket viste, at MIT-forskerne havde succes. Han var færdig med et langt projekt, men husker, at han tænkte: ’Hvor begynder vi?’ For vi havde så mange ting, vi kunne gøre.
Katalysatoren, som brugte metallet molybdæn, blev beskrevet i et papir fra 1990. To år senere skabte en anden kemiker, Robert Grubbs, hos Caltech, den tredje vinder af prisen, en katalysator ved hjælp af ruthenium. Selvom den ikke er så aktiv som Schrocks, kunne Grubbs version bruges under hverdagsforhold. Bekvemmeligheden ved Grubbs katalysatorer har ført til udbredt brug.
Katalysatorerne fra deres forskning er blevet dominerende inden for mange områder af kemi, siger Amir Hoveyda, professor i kemi Boston College. Alligevel siger Hoveyda, at teknologiens anvendelser ikke engang er 5 til 10 procent realiseret.
Alligevel er talrige værdifulde forbindelser, herunder potentielle lægemidler mod hepatitis C, svampeinfektioner, influenza og AIDS, direkte sporbare til arbejdet af dette års tre kemi-nobelister. Faktisk er mindst to lægemidler, der bruger denne slags katalysatorer, nu i sent stadium af forsøg med mennesker.
De reaktioner, der er muliggjort med katalysatorerne, kan også bruges til at fremstille avanceret plast, såsom elektrisk ledende polymerer.
For mange reaktioner førte katalysatorerne produceret af Schrock og Grubbs til langt mere effektive syntetiske processer. Det er de reneste reaktioner, du kan håndtere, siger Sarah Dolman, en nyuddannet kandidat fra Schrock-gruppen, som nu arbejder hos Merck Frosst, en farmaceutisk virksomhed baseret i Kirkland, Canada.
Selvom disse katalysatorer har bevist deres praktiske værdi og lover mange flere anvendelser, påpeger Schrock, at disse fremskridt alle kom som et resultat af, at forskerne fik lov til at hengive deres egen nysgerrighed. Disse første opdagelser var resultatet af grundforskning, jeg vidste ikke, hvor det skulle gå hen, sagde Schrock.