Nobelova cena za chémiu, 2010

Autor: Michal Májek | 10.10.2012 o 22:31 | (upravené 11.10.2012 o 0:38) Karma článku: 9,30 | Prečítané:  789x

Včera boli znovu udelené Nobelove ceny za chémiu. Šéf našej výskumnej skupiny s nami išiel na obed a doobedie sme strávili hádaním, kto to asi dostane tento rok – podobné debaty sa vedú po krčmách asi pred každými voľbami. Nakoniec toho Nobela dostali dvaja vedci, ktorí si ju nepochybne zaslúžia – ale skôr za medicínu/fyziológiu než za chémiu, takže sme z voľby príliš nadšení neboli. Vtedy ma napadlo – aké má asi povedomie o objavoch spojených s Nobelovkou verejnosť? Čo sa asi o nich asi tak dočítajú v novinách?

K napísaniu tohto blogu ma viedol článok SME, ktorý uverejnili nedávno (volal sa Prehľad Nobelových cien za chémiu). Ako obyčajne, SME sa podarilo spraviť v tomto článku hromadu chýb, vyplývajúcich z bezhlavého prekladu anglického textu a neznalosti problematiky. Na konci blogu som odcitoval zopár „názvov“ Nobeloviek z tohto článku nad ktorými sa chemik musí pousmiať. Rozhodol som sa, že postupne skúsim priblížiť (snáď) pochopiteľným jazykom niekoľko objavov, čo si vyslúžili tú chemickú Nobelovku v nedávnej, či dávnej histórii. (a zároveň sú mi srdcu blízke)

2010: Ei-Iči Negiši; Richard Heck; Akira Suzuki (bol by ju dostal aj J.K. Stille – keby nebol umrel v roku 89...)

„Za objav paládiom katalyzovaných cross-couplingových reakcií“

Tak – toto je krásny príklad vedeckej práce, ktorej názov laikovi nič nepovie, ale pritom má dosah na život snáď každého z nás. Mnoho liečiv, ktoré sú momentálne dostupné za relatívne nízke ceny (napríklad protizápalový Naproxén – u nás predávaný ako Nalegsin) sú také lacné vďaka reakciám pomenovaných podľa týchto pánov. Snáď každý organický chemik už niekedy použil to, čo vymysleli títo páni, aby si uľahčil prácu.

O čo teda ide? Prácou organického chemika je syntetizovať (viac alebo menej) zložité organické zlúčeniny. Ich cieľové produkty si možno predstaviť ako vianočné stromčeky – sú ovešané girlandami, guľami a sviečkami, ale keby nebolo stromca, tak nie je na čo vešať. Pre chemika predstavujú tie ozdoby funkčné skupiny – väčšinou zložené z iných atómov než je uhlík. Ale pred tým než môže chemik začať ozdobovať stromček a zavádzať naň všetky možné funkčné skupiny, musí mať najprv pevný stromček: uhlíkatú kostru molekuly. Chemici za tých cca 150 rokov bádania vymysleli nepočet metód, ako molekulu „ozdobovať“ – ako do nej zavádzať nové funkčné skupiny, alebo ako meniť funkčné skupiny navzájom. Až donedávna sme však nemali veľa metód ako účinne stavať uhlíkatú kostru molekuly...

Možnosti, ktoré mal chemik v talóne pred rokom 1980 väčšinou fungovali len v niektorých prípadoch. Vyžadovali si často použitie „tvrdých podmienok“ (vysoká teplota, agresívne chemikálie). Ukážkový prípad takejto starej „kostru stavajúcej“ reakcie je tzv. aldolová kondenzácia. Spočíva vo varení niekoľkých látok s koncentrovaným hydroxidom (alebo použitie nejakej ešte agresívnejšej potvory). Ak aj vzniká látka, ktorú sme chceli získať – väčšinou bude v zmesi spolu s kopou iných látok, ktoré sme vôbec nechceli. To nás stojí nielen zničený východiskový materiál, ale aj energiu, ktorú potrebujeme na rozdelenie zmesi...

Čo teda ten objav pánov Negišiho a spol? Poďme spolu rozlúštiť ten názov: „...objav paládiom katalyzovaných cross-couplingových reakcií“: Paládium – veľmi drahý ťažký kov, drahší než zlato. Katalyzovaných - na to aby nám tie reakcie bežali, stačí toho paládia veľmi málo – funguje ako katalyzátor – takže sa počas reakcie nespotrebuje. Cross-couplingových reakcií – to sú práve tie reakcie, ktoré nás zaujímajú – tie ktoré tvoria uhlíkatú kostru molekuly (cross-coupling = spájanie dvoch fragmentov za vzniku väčšieho).

Kúzlo tohto objavu je v tom, že cross-couplingové reakcie sú väčšinou veľmi špecifické – vzniká len produkt, ktorý očakávame, nie hromada ďalších.  Vďaka tomu, že sú reakcie katalytické nepotrebujeme ani veľké množstvo drahého paládia. Navyše reakcie väčšinou bežia pri pomerne príjemných teplotách a ich modernejšie varianty si ani nevyžadujú nejaké ďalšie špeciálne podmienky. Čerešničkou na torte je, že nám tieto reakcie umožňujú stavať molekulu už „predozdobenú“ funkčnými skupinami: napriek tomu že vo fragmetoch, čo spájame už sú rôzne funkčné skupiny, tak počas reakcie nedochádza k ich deštrukcii. Super – nie? Vďaka tejto metóde dokážeme dnes syntetizovať molekuly o ktorých sa nám včera ani nesnívalo – a v mnohých prípadoch lacnejšie ako kedykoľvek predtým.

Ale nie je všetko také ružové ako sa zdá. Pán Negiši totiž nepatril práve k najtrpezlivejším vedúcim. Keď videl, že jeho tím produkuje zaujímavé výsledky (z ktorých by snáď aj dačo mohlo kvapnúť – napr. taká nobelovka ;) ) tak žiadal chytro ďalšie, čerstvé dáta. Akademické „drby“ hovoria, že bol k svojim doktorantom a postdokom veľmi nepríjemný – ak sa mu zdalo, že nové výsledky neprichádzajú dosť rýchlo a nie sú dosť sexy. No a to neboli podľa neho snáď stále... Výsledkom tejto „politiky“ bolo, že jeho ľudia začali odrazu produkovať prekvapivé množstvo super výsledkov... Nedá sa povedať, že by to boli výmysly úplne z brucha – ale kde tu sa upravilo číslo, tam sa zasa opomenulo niečo spomenúť, tuto sa zasa umelo zvýšil výťažok... Konkurenčné skupiny však nemohli zaostať - takže odrazu šéfovia začali tlačiť na svojich študentov kde-kade, aby produkovali lepšie výsledky než prosto príroda dovoľuje. Aký bol efekt? Od polovice 80-tych rokov je doba v ktorej sa už nedá skalopevne veriť číslam a podmienkam, ktoré sú uvedené v chemickej literatúre. Výsledky sa často „upravujú“ a „vylepšujú“ pred zverejnením (musíme byť predsa lepší, než kolegovia na Univerzite v XY?!) – a tak ak niekto do slova a do písmena zopakuje niektoré publikované postupy, tak sa prosto nedočká publikovaného výsledku...

Toľko k chémii paládia. Nakoniec už sľubované (vtipne preložené) názvy nobeloviek z článku SME:

2010: Heck et al.: "za paládiovú katalýzu krížového spájania v organickej syntéze"

1998: Kohn: "za jeho rozvoj funkcionálnej teórie hustoty"

1994: Olah: "za jeho príspevok ku karbokačnej chémii"

1984: Merrifield: "za jeho rozvoj metodológie chemickej syntézy na pevných matrixoch"

1979: Brown, Wittig: "za ich spoločný rozvoj použitia zlúčenín obsahujúcich bór a fosfor, samostatne, za činidlá v organickej syntéze"

1976: Lipscomb: "za jeho štúdium štruktúry bórovodíkov"

1952: Martin, Singe: "za ich vynález časticovej chromatografie"

1945: Virtanen: "za jeho výskum v chémii agrikultúry a výživy"

1937: Haworth: "za jeho prácu na uhľovodíkoch a vitamíne C"

1932: Langmuir: "za jeho prácu v hraničnej chémii"

1927: Wieland: "za jeho objav bilových kyselín a príbuzných látok"

Je tam toho viac, ale ja som vybral také tie najšťavnatejšie.

... Holt niekedy proste ten Google translator nestačí, milí páni/dámy redaktori :D

 

 

Páčil sa Vám tento článok? Pridajte si blogera medzi obľúbených a my Vám pošleme email keď napíše ďalší článok
Pridaj k obľúbeným

Hlavné správy

DOMOV

Slovenskí žiaci sa prepadli ešte hlbšie

Výsledky slovenských školákov v testovaní PISA dlhodobo klesajú.

KOMENTÁRE

Hlúpneme. Kto a kedy to zastaví?

Výprask by si zaslúžili tí, ktorí zodpovedajú za nízku úroveň školstva.


Už ste čítali?