Нобелівська премія з хімії 2021 року була присуджена спільно Бенджаміну Лісту і Девіду У.Макмиллану «за розвиток асиметричного органокаталізу».
Будувати молекули - складне мистецтво. Бенджамін Ліст і Девід Макміллан удостоєні Нобелівської премії з хімії 2021 року за розробку нового точного інструменту для молекулярного конструювання: органокаталізу. Це справило великий вплив на фармацевтичні дослідження і зробило хімію більш екологічною.
Багато галузей і досліджень залежать від здатності хіміків конструювати молекули, які можуть утворювати еластичні та міцні матеріали, накопичувати енергію в батареях або уповільнювати прогресування захворювань. Ця робота вимагає каталізаторів, які являють собою речовини, які контролюють і прискорюють хімічні реакції, не стаючи частиною кінцевого продукту. Наприклад, каталізатори в автомобілях перетворюють токсичні речовини на вихлопних газах на нешкідливі молекули. Наші тіла також містять тисячі каталізаторів у вигляді ферментів, які вирізають молекули, необхідні для життя.
Каталізатори, таким чином, є фундаментальним інструментом для хіміків, але дослідники довгий час вважали, що в принципі доступні тільки два типи каталізаторів: метали та ферменти. Бенджамін Ліст і Девід Макміллан удостоєні Нобелівської премії з хімії 2021 року, тому що в 2000 році вони, незалежно один від одного, розробили третій тип каталізу. Він називається асиметричним органокаталізом і ґрунтується на невеликих органічних молекулах.
«Ця концепція каталізу настільки ж проста, наскільки і геніальна, і факт у тому, що багато людей задавалися питанням, чому ми не подумали про це раніше», - говорить Йохан Аквіст, голова Нобелівського комітету з хімії.
Органічні каталізатори мають стабільний каркас з атомів вуглецю, до якого можуть приєднуватися більш активні хімічні групи. Вони часто містять загальні елементи, такі як кисень, азот, сірка або фосфор. Це означає, що ці каталізатори нешкідливі для навколишнього середовища і дешеві у виробництві.
Швидке поширення використання органічних каталізаторів насамперед пов'язане з їх здатністю керувати асиметричним каталізом. Коли будуються молекули, часто виникають ситуації, коли можуть утворюватися дві різні молекули, які, як і наші руки, є дзеркальним відображенням один одного. Хіміки часто потребують тільки одного з них, особливо при виробництві фармацевтичних препаратів.
Органокаталіз розвивається з вражаючою швидкістю з 2000 року. Бенджамін Ліст і Девід Макміллан залишаються лідерами в цій області і показали, що органічні каталізатори можуть використовуватися для запуску безлічі хімічних реакцій. Використовуючи ці реакції, дослідники тепер можуть більш ефективно створювати що завгодно, від нових фармацевтичних препаратів до молекул, які можуть вловлювати світло в сонячних елементах. Таким чином, органокаталізатори приносять найбільшу користь людству.