Kráľovská švédska akadémia vied rozhodla, že Nobelovu cenu za chémiu dostanú v tomto roku Richard F. Heck, Ei-ichi Negishi a Akira Suzuki, a to za "paládiom katalyzované reakcie typu cross-coupling v organickej syntéze".
Američan a dvaja Japonci
Američan Richard F. Heck sa narodil v roku 1931, titul Ph.D. získal v roku 1954 na University of California a v súčasnosti je emeritným profesorom na University of Delaware. Japonec Ei-ichi Negishi (tak je uvedené jeho meno v oznámení o udelení ceny, slovenský prepis je Ei-iči Negiši) sa narodil v roku 1935 v Číne, doktorát získal v roku 1963 na University of Pennsylvania a v súčasnosti je profesorom chémie na Purdue University. Japonec Akira Suzuki sa narodil v roku 1930, titul Ph.D. získal v roku 1959 na Hokkaido University, kde je v súčasnosti emeritným profesorom.
Uhlík - základ života
Reakcie, ktoré vyvinuli tohtoroční laureáti Nobelovej ceny za chémiu, podstatnou mierou rozšírili možnosti chemikov pripravovať zložité organické molekuly a materiály na báze uhlíka. Organické zlúčeniny na báze uhlíka sú základom života a nachádzajú sa vo všetkých živých organizmoch. Svet potrebuje stále viac komplexných chemických látok na báze uhlíka, či už ide o lieky na liečbu rakoviny a iných zákerných chorôb, nové materiály pre elektroniku (napríklad organické svetlo emitujúce diódy) či látky na ochranu poľnohospodárskych plodín pred chorobami.
Nechcú sa spájať
Aby sa dali vytvárať nové zložité chemické látky, musia byť chemici schopní "spájať" dokopy uhlíkové atómy. Uhlík je však veľmi stabilný a jeho atómy nerady navzájom interagujú. Táto "nechuť" k vzájomnej interakcii sa dá obísť napríklad použitím vysoko reaktívnych substancií, ktoré "naštartujú" reakciu medzi dvomi atómami uhlíka. Pritom však často uhlík reaguje aj s inými atómami, pričom vznikajú neželané vedľajšie produkty reakcie. Tých môže byť tak veľa, že výťažok želaného materiálu je veľmi nízky.
Paládium ako katalyzátor
Vhodnejšie je použitie katalyzátorov. Paládium ako možný katalyzátor začalo vzbudzovať záujem vedcov už v 50. rokoch minulého storočia, keď ho nemecká firma Wacker Chemie AG použila na transformáciu etylénu na acetaldehyd. Na základe toho Richard Heck, pracujúci pre jednu americkú chemickú spoločnosť, začal experimentovať s paládiom ako katalyzátorom, pričom v roku 1968 publikoval svoje výsledky vo vedeckých časopisoch.
Heckova reakcia
O štyri roky neskôr vyvinul reakciu, ktorá je dnes známa ako Heckova reakcia a je jednou z najdôležitejších reakcií pri vytváraní jednoduchých väzieb medzi uhlíkovými atómami. Táto reakcia sa využíva napríklad pri výrobe protizápalového lieku naproxen a lieku proti astme montelukast. Podobné reakcie, užitočné pre výrobu mnohých zložitých látok, vyvinuli aj Ei-ichi Negishi a Akira Suzuki. Reakcie s použitím paládia ako katalyzátora sú unikátne v tom, že ich možno vykonávať za takpovediac miernych podmienok, s vysokou presnosťou a s malým množstvom vedľajších produktov.
"Rande" uhlíkových atómov
Pri reakciách typu cross-coupling (tento termín sa ani v slovenskej chemickej literatúre nezvykne prekladať, ale znamená čosi ako reakcie s krížovou väzbou) s použitím paládia ako katalyzátora funguje paládium ako miesto, kde si "dávajú rande" uhlíkové atómy. Atómy uhlíka sa zachytia na atóm paládia, pričom sa dostanú tak blízko k sebe, že požadovaná reakcia sa môže naštartovať. Samotné paládium sa pritom nespotrebúva.
Vo farmaceutike aj elektronike
Reakcie, v ktorých sa využíva paládium ako katalyzátor, sa dnes v širokom rozsahu uplatňujú nielen pri výrobe liečiv, ale aj v elektronickom priemysle, a to napríklad pri výrobe organických svetlo emitujúcich diód (OLED). Ako zaujímavosť možno uviesť, že pomocou paládiom katalyzovaných reakcií sa podarilo vedcom syntetizovať palytoxin, ktorý je akýmsi dinosaurom v chemickom svete. Palytoxin (jed, ktorý sa v prírodnej forme nachádza na koraloch blízko Havajských ostrovov) pozostáva zo 129 atómov uhlíka, 223 vodíkových atómov, troch dusíkových atómov a 54 atómov kyslíka.
Najdôležitejšie správy z východu Slovenska čítajte na Korzar.sme.sk.
