การสร้างโมเลกุลเป็นงานหนัก อะตอมจะต้องถูกเย็บเข้าด้วยเว็บสล็อตออนไลน์กันเป็นการจัดเรียงเฉพาะผ่านชุดของปฏิกิริยาเคมีที่มักจะช้า ซับซ้อน และสิ้นเปลือง รางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 2021 ยกย่องนักวิทยาศาสตร์สองคนที่พัฒนาเครื่องมือในช่วงเปลี่ยนศตวรรษ ซึ่งปฏิวัติวิธีที่นักเคมีสร้างโมเลกุลใหม่ ทำให้กระบวนการนี้รวดเร็วและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น
นักเคมี Benjamin รายชื่อ Max-Planck-Institut für Kohlenforschung
ในเมือง Mülheim an der Ruhr ประเทศเยอรมนี และ David MacMillan จากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน ได้รับรางวัลสำหรับการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาอินทรีย์ที่เร่งปฏิกิริยาเคมีที่จำเป็นสำหรับการสร้างโมเลกุลเฉพาะ กระบวนการที่เรียกว่าออร์กาโนคาตาไลซิสแบบอสมมาตร . ทั้งสองจะแบ่งปันรางวัล 10 ล้านโครนสวีเดน (มากกว่า 1.1 ล้านเหรียญสหรัฐ) Royal Swedish Academy of Sciences ประกาศเมื่อวันที่ 6 ตุลาคมในการแถลงข่าวที่กรุงสตอกโฮล์ม
HN Cheng ประธาน American Chemical Society กล่าวว่า “นี่เป็นการยอมรับอย่างเหมาะสมสำหรับงานที่สำคัญมาก
“เราสามารถนึกถึงนักเคมีในฐานะนักมายากลที่มีไม้กายสิทธิ์อยู่ในห้องแล็บ” เฉิงกล่าว “เราโบกไม้กายสิทธิ์และปฏิกิริยาก็ดำเนินต่อไป” ผู้ได้รับรางวัลโนเบลเหล่านี้มอบ “ไม้กายสิทธิ์ใหม่” ให้กับนักเคมี ซึ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้นและสิ้นเปลืองน้อยลง เขากล่าว
การผลิตยาใหม่หรือการออกแบบวัสดุใหม่ ๆ มักจะต้องสร้างโมเลกุลใหม่จากโครงสร้าง
ทางเคมีที่ง่ายกว่า แต่โครงสร้างทางเคมีเหล่านี้ไม่สามารถรวมกันได้ แต่จะต้องรวมกันอย่างระมัดระวังในการจัดเตรียมที่แม่นยำผ่านชุดปฏิกิริยาเคมี ปฏิกิริยาเคมีหลายอย่างทำให้เกิดโมเลกุลสองรูปแบบที่เป็นภาพสะท้อนของกันและกัน และบ่อยครั้งที่ทั้งสองเวอร์ชันอาจมีผลต่างกันมาก ตัวอย่างเช่นthalidomideซึ่งเป็นยาที่กำหนดในปี 1950 และ ’60 สำหรับอาการแพ้ท้องทำให้เกิดข้อบกพร่องในทารกมากกว่า 10,000 คนเนื่องจากภาพสะท้อนในกระจกของโมเลกุลนี้ ( SN: 12/24/94). ดังนั้น การสร้างโมเลกุลที่ไม่สมมาตรเหล่านี้และการควบคุมว่าโมเลกุลที่ผลิตได้รุ่นใดจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการพัฒนายา
ปฏิกิริยาเคมีสามารถเกลี้ยกล่อมได้ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา — ตัวเร่งปฏิกิริยาระดับโมเลกุลที่เร่งปฏิกิริยาเคมีโดยไม่ถูกเปลี่ยนแปลงโดยพวกมัน ในอดีต นักเคมีรู้จักตัวเร่งปฏิกิริยาสองประเภท ได้แก่ เอ็นไซม์และสารประกอบเชิงซ้อนของโลหะ เอ็นไซม์เป็นโปรตีนขนาดใหญ่และมีลักษณะเป็นก้อนซึ่งได้รับการฝึกฝนโดยวิวัฒนาการเพื่อดำเนินการทางเคมีที่เฉพาะเจาะจงมากในร่างกาย แต่อาจเป็นเรื่องยากที่จะใช้ในปริมาณมากในห้องปฏิบัติการ โลหะ เช่น แพลตตินั่มหรือโคบอลต์ สามารถกระตุ้นปฏิกิริยาบางอย่างได้เช่นกันแต่ส่วนมากจะทำงานในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีอากาศและไม่มีน้ำซึ่งยากต่อการผลิตในบริบทการผลิต ( SN: 2/21/17 ) นอกจากนี้ ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะจำนวนมากยังเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อมและมีราคาแพงในการจัดหา
สำหรับประวัติศาสตร์เคมีส่วนใหญ่ เครื่องมือเหล่านี้เป็นเครื่องมือเดียวที่มีให้สำหรับนักเคมีที่ต้องการสร้างโมเลกุลใหม่ “แต่ในปี 2000 ทุกอย่างเปลี่ยนไป” Pernilla Wittung-Stafshede นักเคมีจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Chalmers ในเมืองโกเธนเบิร์ก ประเทศสวีเดน และสมาชิกคณะกรรมการโนเบลสาขาเคมี กล่าวระหว่างการแถลงข่าว
Benjamin List ที่สถาบันวิจัย Scripps ในเมือง La Jolla
รัฐแคลิฟอร์เนีย กำลังศึกษาปฏิกิริยา aldol ซึ่งเชื่อมโยงโมเลกุลทั้งสองเข้าด้วยกันผ่านพันธะคาร์บอน ในสิ่งมีชีวิต ปฏิกิริยาดังกล่าวมีความสำคัญต่อการเปลี่ยนอาหารให้เป็นพลังงาน และขึ้นอยู่กับเอ็นไซม์ขนาดใหญ่และซับซ้อนที่เรียกว่าอัลโดเลส เอ มีเพียงส่วนเล็ก ๆ ของเอ็นไซม์ที่กระตุ้นปฏิกิริยาจริง ๆ และ List พบว่ากรดอะมิโนตัวเดียว — โพรลีน — สามารถทำงานของโปรตีนอ้วนๆ ก้อนโตนี้ได้ ในขณะเดียวกันก็ผลิตผลิตภัณฑ์สุดท้ายรุ่นหนึ่งได้บ่อยกว่าอีกรุ่นหนึ่ง
Benjamin List ยืนอยู่ในโถงทางเดินของ Max Planck Institute for Coal Research
รายชื่อ Benjamin ของ Max-Planck-Institute für Kohlenforschung ค้นพบว่ากรดอะมิโนตัวเดียว — proline — สามารถทำงานของเอนไซม์ขนาดใหญ่เทอะทะในการกระตุ้นปฏิกิริยาเคมี การวิจัยที่นำไปสู่วิธีการใหม่ของการเร่งปฏิกิริยา
© FRANK VINKEN สำหรับ MPG
“เมื่อฉันทำการทดลองนี้ ฉันไม่รู้ว่าจะเกิดอะไรขึ้น และฉันคิดว่าอาจเป็นความคิดที่โง่เง่า” List กล่าวระหว่างการแถลงข่าว “เมื่อฉันเห็นมันทำงาน ฉันรู้สึกว่ามันอาจเป็นเรื่องใหญ่”
MacMillan ยังมองหาตัวเร่งปฏิกิริยาอินทรีย์ทางเลือกในเวลาเดียวกัน MacMillan ที่มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ มุ่งเน้นไปที่ปฏิกิริยาเคมีอื่น ปฏิกิริยาDiels-Alderซึ่งก่อตัวเป็นวงแหวนของอะตอมคาร์บอน ( SN: 11/18/50 ) เป็นปฏิกิริยาที่สำคัญ ซึ่งใช้กันในปัจจุบันเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างไปจากยางและยา แต่ช้ามากและอาศัยตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะที่ละเอียดซึ่งจะไม่ทำงานเมื่อเปียก MacMillan ออกแบบโมเลกุลอินทรีย์ขนาดเล็กที่เลียนแบบการเร่งปฏิกิริยาของโลหะด้วยวิธีที่ง่ายกว่า ในขณะเว็บสล็อต
