Nobelovu cenu za chemii získali dva vědci za nástroje pro stavbu molekul

  11:28aktualizováno  11:56
Nobelovu cenu za chemii letos získali vědci Benjamin List z německého Max-Planck-Institutu a David MacMillan z Princestonské univerzity v USA. Vyvinuli nový způsob tvorby molekul, asymetrickou organokatalýzu.

Laureáti Nobelovy ceny za chemii pro rok 2021 | foto: Nobelprize.orgTechnet.cz

Královská švédská akademie věd ve středu ocenila objev třetího typu organokatalýzy, která měla velký vliv na farmaceutický výzkum a učinila chemii ekologičtější. Nobelova cena tak byla oceněním objevu, který přinesl nový mocný nástroj a způsob jak vytvářet organické molekuly. 

Katalýza je pro chemiky jeden ze základních nástrojů, jehož využití si žádá katalyzátory, tedy látky, které řídí a urychlují chemické reakce, aniž by se staly součástí konečného produktu.

Vědci se ovšem dlouho domnívali, že v zásadě existují pouze dva typy katalyzátorů: kovy a enzymy. Benjamin List a David MacMillan získali Nobelovu cenu za chemii za rok 2021, protože v roce 2000 nezávisle na sobě vyvinuli třetí typ katalýzy. Nazývá se asymetrická organokatalýza a staví na malých organických molekulách.

Pomáhá chemikům konstruovat molekuly, které mohou vytvářet pružné a odolné materiály, uchovávat energii v bateriích nebo bránit rozvoji nemocí.

„Organické katalyzátory mají stabilní kostru z atomů uhlíku, na kterou se mohou připojit další aktivní chemické skupiny. Ty často obsahují běžné prvky, jako je kyslík, dusík, síra nebo fosfor. To znamená, že tyto katalyzátory jsou šetrné k životnímu prostředí a jejich výroba je levná,“ píše Nobelův výbor v tiskové zprávě.

Výhodou organických katalyzátorů je to, že dokážou řídit asymetrickou katalýzu. Nedochází tak k tomu, že by při stavbě molekul mohly vzniknout dvě různé molekuly, které jsou – stejně jako naše ruce – navzájem svým zrcadlovým obrazem. To bylo častým problémem u jiných metod. Chemici  totiž zpravidla chtějí pouze jednu z těchto molekul, zejména při výrobě léčiv.

Ocenění mohlo přijít už dříve

Nobelova cena za chemii vývoje asymetrické organokatalýzy byla očekávané, možná už o několik let dříve. Podle odborníku z Česka je důležitý ekologický přínos, neboť při tomto postupu nejsou využívány kovy, které by bylo nutné nákladně odstraňovat.

„Mám velkou radost, že Nobelova cena byla opět udělena v oblasti organické chemie,“ řekl ČTK Radek Cibulka, který vede Ústav organické chemie Vysoké školy chemicko-technologické v Praze. „Ta cena se v podstatě očekávala, i když nemůžu říct, jestli letos nebo za několik let. Ale bylo jasné, že ten objev a rozpracování konceptu organokatalýzy je zásadní pro oblast, které se říká organické syntéza – to znamená, kdy přeměňujeme jednu látku v druhou, a připravujeme tak nové sloučeniny jako třeba nová léčiva,“ dodal vědec.

Cibulka také uvedl, že organokatalýza, na jejímž rozvoji se laureáti významně podíleli, je nejmladší „sestrou“ z podoblastí katalýzy. Dlouho se podle něj používala katalýza s využitím kovů. V další skupině, takzvané biokatalýze, odborníci využívají enzymy a biologické materiály. U organokatalýzy pak Cibulka popsal, že pro katalytické reakce, tedy urychlení či řízení chemické reakce nějakou přísadou, jsou využívány čistě organické sloučeniny. „Ty mají z hlediska ekologického tu výhodu, že neobsahují kovy, a tudíž jejich používání nezatěžuje životní prostředí. A co víc, tím, že se nepoužívají kovy, tak ani stopy těch kovů se nemusí velmi nákladně odstraňovat z produktů. To je takový globální význam,“ vysvětlil jeden ze zásadních přínosů chemik.

„S tím slovíčkem ‚asymetrická‘ si musíme ještě uvědomit, že máme sloučeniny, které svou strukturou umožňují to, že se mohou vyskytovat v přírodě jako originál a svůj obraz v zrcadle. Něco jako levá a pravá ruka. A takovéto sloučeniny se chovají v prostředí, třeba těla, třeba léčiva, různě. Jeden z těchto takzvaných enantiomérů může být účinnější než ten druhý,“ uvedl Cibulka. „A i v této oblasti přináší právě ta asymetrická organokatalýza velký ‚boom‘, protože umožňuje provádět reakce syntézy takovýchto molekul, které jsou právě jenom tím jedním enantiomérem, a ne tím druhým, relativně jednoduchým a relativně ekologickým způsobem. Takže to jsou takové hlavní výhody této metody (...) a její aplikace v organické syntéze,“ shrnul vědec. Největší rozvoj přístupu podle něj nastal na počátku tisíciletí, právě zásluhou nobelistů Lista a MacMillana. Nobelistům se podle Cibulky podařilo rozpracovat metodiku organokatalýzy do stavu, kdy je použitelná v syntézách v malovýrobě a v současnosti je také, například při výrobě léčiv, běžně využívaná.

„Já jsem udělení Nobelovy ceny v této oblasti očekával trošku dřív, řekněme o pět let,“ řekl Jan Veselý z katedry organické chemie na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy. „Hlavních poznatků už tehdy bylo v této oblasti poměrně hodně. Průlomové publikace se ukázaly už na začátku tohoto tisíciletí a krátce poté,“ poznamenal vědec. Veselý uvedl, že koncept enaminové katalýzy, který vyvinul List s kolegy, se stal hlavním pilířem organokatalýzy jako takové. Koncept iminiové katalýzy, vyvinuté MacMillanem, je však podle Veselého neméně důležitý a oba zásadním způsobem přispěly k rozvoji organokatalýzy. „Pojem organokatalýza ostatně poprvé zazněl z úst profesora Davida MacMillana,“ uzavřel Veselý.

Genetické nůžky, lithiové baterie i Čech

Loni výbor ocenil biochemičky Emmanuellu Charpentierovou a Jennifer Doudnaovou za vývoj takzvaných molekulárních nůžek, s jejichž pomocí mohou vědci s vysokou přesností změnit genetickou informaci živočichů, rostlin a mikroorganismů.

Předloni toto ocenění získali tvůrci lithiových baterií  John Goodenough, Stanley Whittingham a Akira Jošino.

Prvním držitelem Nobelovy ceny české národnosti byl Jaroslav Heyrovský (1890–1967), fyzikální chemik, objevitel a zakladatel polarografie. Cenu za chemii získal v roce 1959, desítky let poté, co objev učinil. Poprvé byl  přitom na cenu navržen už v roce 1934.

Dvě „nobelovky“ už byly rozdány

V pondělí byla ohlášena Nobelova cena za lékařství, v úterý za fyziku. Ocenění, které je dotované deseti miliony švédských korun (zhruba 25 milionů korun), bude ve čtvrtek oznámeno ještě za literaturu, v pátek za mír a na závěr, v pondělí, také za ekonomii. 

Ceny se slavnostně předávají 10. prosince, na výročí úmrtí jejich zakladatele a vynálezce dynamitu Alfreda Nobela.

Aktualizace: Doplnili jsme informace o letošních laureátech a jejich objevu, později vyjádření českých vědců.

Autoři: ,
  • Nejčtenější

Kam pro filmy bez Ulož.to? Přinášíme další várku streamovacích služeb do TV

v diskusi je 125 příspěvků

26. března 2024

S vhodnou aplikací na vás mohou v televizoru na stisk tlačítka čekat tisíce filmů, seriálů nebo...

Z jaderné triády zbyly Britům už jen ponorky. A ty musejí posílit

v diskusi je 76 příspěvků

27. března 2024

Jadernou triádu tvoří strategické bombardéry s jadernými zbraněmi, mezikontinentální balistické...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Hlučínsko patří nám. Před 100 lety byl podepsán definitivní protokol o hranici

v diskusi je 45 příspěvků

28. března 2024

Před 100 lety definitivně skončily tahanice o československo-německé hranice. 28. března 1924 byl...

Američané odepsali modul, který je vrátil po půl století na Měsíc

v diskusi je 22 příspěvků

28. března 2024,  aktualizováno  11:41

Od začátku letošního roku je na Měsíci a kolem něj poměrně rušno. Vedle řady sond, které zamířily...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Velký železniční KVÍZ: Máte-li dost páry, zkuste vytřít zrak Sheldonovi

v diskusi je 5 příspěvků

23. března 2024

Projeďte se aktivně historií železniční dopravy, ve světě i doma. Čekají na vás otázky rozmanité, z...

Za vyhynutím dinosaurům mohla být i doba temna

v diskusi nejsou příspěvky

29. března 2024

Dopad planetky je nyní většinou odborníků považován za hlavní příčinu vyhynutí zhruba 73 až 76 %...

Podívejte se na Boeing C-17 Globemaster, který do Česka přivezl nové vrtulníky

v diskusi jsou 3 příspěvky

29. března 2024

V sobotu 23. března dosedl v Praze nákladní letoun USAF, který vezl obzvlášť cenný náklad. Z...

Dočasná raketa se po téměř 70 letech loučí. Bude startovat naposledy

v diskusi je 5 příspěvků

28. března 2024  15:36,  aktualizováno  19:54

Tento čtvrtek stojí na startovací rampě mysu Canaveral poslední potomek raket Thor, nosič Delta IV...

Američané odepsali modul, který je vrátil po půl století na Měsíc

v diskusi je 22 příspěvků

28. března 2024,  aktualizováno  11:41

Od začátku letošního roku je na Měsíci a kolem něj poměrně rušno. Vedle řady sond, které zamířily...

Šárka Hamrusová: Díky laktační poradkyni jsem si přestala myslet, že je chyba ve mně
Šárka Hamrusová: Díky laktační poradkyni jsem si přestala myslet, že je chyba ve mně

Šárka chtěla kojit. Chvíli to ale vypadalo, že se jí to nepodaří. Díky správně zvolené laktační poradkyni nakonec dosáhla úspěchu. Poslechněte si...

Smoljak nechtěl Sobotu v Jáchymovi. Zničil jsi nám film, řekl mu

Příběh naivního vesnického mladíka Františka, který získá v Praze díky kondiciogramu nejen pracovní místo, ale i...

Rejžo, jdu do naha! Balzerová vzpomínala na nahou scénu v Zlatých úhořích

Eliška Balzerová (74) v 7 pádech Honzy Dědka přiznala, že dodnes neví, ve který den se narodila. Kromě toho, že...

Pliveme vám do piva. Centrum Málagy zaplavily nenávistné vzkazy turistům

Mezi turisticky oblíbené destinace se dlouhá léta řadí i španělská Málaga. Přístavní město na jihu země láká na...

Velikonoce 2024: Na Velký pátek bude otevřeno, v pondělí obchody zavřou

Otevírací doba v obchodech se řídí zákonem, který nařizuje, že obchody s plochou nad 200 čtverečních metrů musí mít...

Kam pro filmy bez Ulož.to? Přinášíme další várku streamovacích služeb do TV

S vhodnou aplikací na vás mohou v televizoru na stisk tlačítka čekat tisíce filmů, seriálů nebo divadelních...