6 أكتوبر 2021
قررت الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم منح جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2021 ل

قائمة بنيامين
ماكس-بلانك-معهد كولينفورشونج، مولهايم آن دير روهر، ألمانيا

ديفيد دبليو سي. ماكميلان
جامعة برينستون، الولايات المتحدة الأمريكية

"من أجل تطوير التحفيز العضوي غير المتماثل"

أداة بارعة لبناء الجزيئات
بناء الجزيئات هو فن صعب. حصل بنيامين ليست وديفيد ماكميلان على جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2021 لتطويرهما أداة جديدة دقيقة للبناء الجزيئي: التحفيز العضوي. وكان لهذا تأثير كبير على البحوث الصيدلانية، وجعل الكيمياء أكثر مراعاة للبيئة.

تعتمد العديد من مجالات البحث والصناعات على قدرة الكيميائيين على بناء جزيئات يمكنها تكوين مواد مرنة ومتينة، أو تخزين الطاقة في البطاريات، أو منع تطور الأمراض. ويتطلب هذا العمل استخدام المحفزات، وهي مواد تتحكم في التفاعلات الكيميائية وتسرعها، دون أن تصبح جزءًا من المنتج النهائي. على سبيل المثال، تقوم المحفزات الموجودة في السيارات بتحويل المواد السامة الموجودة في أبخرة العادم إلى جزيئات غير ضارة. تحتوي أجسامنا أيضًا على آلاف المحفزات على شكل إنزيمات، والتي تقوم بإزميل الجزيئات الضرورية للحياة.

وبالتالي فإن المحفزات هي أدوات أساسية للكيميائيين، لكن الباحثين اعتقدوا منذ فترة طويلة أنه كان هناك، من حيث المبدأ، فقط نوعان متاحان من المحفزات: المعادن والإنزيمات. حصل بنيامين ليست وديفيد ماكميلان على جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2021 لأنه في عام 2000، قاما، بشكل مستقل عن بعضهما البعض، بتطوير نوع ثالث من الحفز الكيميائي. يطلق عليه اسم التحفيز العضوي غير المتماثل ويعتمد على جزيئات عضوية صغيرة.

يقول يوهان أكفيست، رئيس لجنة نوبل للكيمياء: "إن مفهوم التحفيز بسيط بقدر ما هو عبقري، والحقيقة هي أن الكثير من الناس يتساءلون لماذا لم نفكر فيه من قبل".

تمتلك المحفزات العضوية إطارًا ثابتًا من ذرات الكربون، والتي يمكن أن ترتبط بها المجموعات الكيميائية الأكثر نشاطًا. غالبًا ما تحتوي هذه العناصر على عناصر مشتركة مثل الأكسجين أو النيتروجين أو الكبريت أو الفوسفور. وهذا يعني أن هذه المحفزات صديقة للبيئة ورخيصة الإنتاج.

يرجع التوسع السريع في استخدام المحفزات العضوية في المقام الأول إلى قدرتها على تحفيز الحفز غير المتماثل. عندما يتم بناء الجزيئات، غالبًا ما تحدث مواقف حيث يمكن أن يتشكل جزيئين مختلفين، وهما - تمامًا مثل أيدينا - صورة مرآة لبعضهما البعض. غالبًا ما يريد الكيميائيون واحدًا فقط من هذه العناصر، خاصة عند إنتاج المستحضرات الصيدلانية.

لقد تطور التحفيز العضوي بسرعة مذهلة منذ عام 2000. ولا يزال بنجامين ليست وديفيد ماكميلان رائدين في هذا المجال، وقد أظهرا أنه يمكن استخدام المحفزات العضوية لتحفيز العديد من التفاعلات الكيميائية. وباستخدام هذه التفاعلات، يستطيع الباحثون الآن بناء أي شيء بكفاءة أكبر، بدءًا من المستحضرات الصيدلانية الجديدة وحتى الجزيئات التي يمكنها التقاط الضوء في الخلايا الشمسية. وبهذه الطريقة، تحقق المحفزات العضوية أكبر فائدة للبشرية.