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:  833x

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

Kotlebovcom po zrušení môžu siahnuť na majetok, pozrite sa na aký

Kotlebovcom sa po vstupe do banskobystrickej župy začalo dariť, kupovali autá aj domy.

SVET

Rakúska štátna tajomníčka: Teraz útočia na webe, zajtra v uliciach

Rakúsko pripravuje zákony o nenávistných prejavoch.


Už ste čítali?