Нобелевскую премию по химии 2021 года вручили Беньямину Листу и Дэвиду Макмиллану «за развитие асимметрического органокатализа».
Лауреаты по химии 2021 года Бенджамин Лист и Дэвид Макмиллан разработали новый и оригинальный инструмент для построения молекул: органокатализ. Его использование включает исследования в области новых фармацевтических препаратов, что помогло сделать химию более экологичной.
Чтобы более детально разобраться в сути научной работы ученых, заместитель заведующего лабораторией фотоники квантово-размерных структур МФТИ, Dr. rer. nat. Иван Шуклов дал комментарий о главном открытии года.
— Что такое асимметрический органокатализ?
В органокатализе для ускорения химической реакции используются органические вещества. При асимметричном катализе продукты реакции — хиральные соединения, которые по определению несовместимы со своим зеркальным отражением. Самый простой пример хиральности — несовместимость в пространстве левой и правой руки.
— Зачем нужен асимметрический катализ?
Поскольку жизнь хиральная, чтобы получить хиральные вещества, нужны ассиметрические реакции, и вот асимметрический катализ эту проблему решает. Классический пример, который используют для его легитимации, — талидомид, лекарство, применявшееся как успокоительное для беременных. Талидомид имеет два энантиомера (несовместимые зеркальные молекулы): один лечит, другой — калечит. В результате его использования в 1950-х несколько тысяч детей родились с физическими уродствами. Поэтому важно научиться получать правильные энантиомеры.
— В чем суть работы?
Нобелевская премия по химии 2021 года является в какой-то мере продолжением премии 2001 года, которую получили Барри Шарплесс, Рёдзи Ноёри и Уильям Ноулз за реакции на хиральных катализаторах. Тогда в качестве катализаторов использовались комплексы переходных металлов. Катализ проводить на подобных металлических катализаторах проще, но для этого требуются дорогие соединения благородных металлов (родия, осмия и т. д.) и не все асимметрические реакции с ними возможны. Беньямин Лист и Дэвид Макмиллан придумали органические системы, на которых катализ может быть эффективнее. Лист предложил в качестве катализатора аминокислоту пролин, а Макмиллан заменил атом металла на органический ион иминий. По сути, авторы разработали новый способ катализа — на органических молекулах.
— Какое практическое применение есть у органокатализа?
Технология Листа и Макмиллана расширяет круг доступных для получения хиральных веществ. Наиболее очевидная область применения органокатализа — фармакология, где зачастую важно получить конкретный энантиомер.
