Нобелевскую премию по химии присудили за развитие асимметрического органокатализа

Лауреатами Нобелевской премии по химии в 2021 году стали Бенджамин Лист (Германия) и Дэвид Макмиллан (США). Премия присуждена за развитие асимметрического органокатализа. Денежную премию в размере 10 млн шведских крон (более $1,14 млн) поровну разделят между двумя лауреатами.

Бенджамин Лист родился в 1968 году в немецком Франкфурте-на-Майне, в 1997 году получил докторскую степень в Университете Гете во Франкфурте. В настоящее время он является главой одного из научных институтов, входящих в Общество научных исследований имени Макса Планка, в городе Мюльхайм-на-Руре в Германии.

Дэвид Макмиллан родился в 1968 году в шотландском городе Беллзхилл. Позже он переехал в США. В 1996 году получил докторскую степень в Калифорнийском университете в Ирвайне. Сейчас он – профессор Принстонского университета.

В XX веке считалось, что существует всего два типа катализаторов – веществ, ускоряющих химические реакции: металлы и ферменты. Независимо друг от друга Лист и Макмиллан разработали новый способ построения молекул – асимметричный органокатализ, основанный на малых органических молекулах. На его основе ведутся исследования новых фармацевтических препаратов, кроме того, он помогает сделать химию более экологичной, говорится в пресс-релизе Нобелевского комитета. Работы обоих лауреатов увидели свет 2000-м году.

«Органокатализ развивается с поразительной скоростью. Используя такие реакции, исследователи могут теперь более эффективно создавать что угодно, начиная от новых фармацевтических препаратов до молекул, которые могут поглощать свет в солнечных батареях», – отмечается в нем.

Лист понял, что одна из самых маленьких аминокислот – пролин – может работать катализатором сама по себе. В ходе своего исследования он заметил, что некоторые катализаторы имеют отношение к двум типам. В одних клетках человека есть ферменты с атомом металла там, где идет реакция. В других ферментах происходит реакция без него, обходясь действиями аминокислот. Таким образом, был сделан вывод, что аминокислоты можно выделить из молекулы фермента и они останутся катализаторами.

Макмиллан сначала работал с катализаторами, где в основе были атомы металлов. Он стремился сделать так, чтобы ферменты ускоряли определенную реакцию, то есть были специфичны. Однако найденные условия были не очень удобными для промышленности. Это побудило Макмиллана заняться небольшими органическими молекулами: он заменил атом металла в катализаторе на ион иминия. Так ученый пришел к тем же выводам, что и его коллега.

Органокатализ назвали асимметрическим, потому что органические катализаторы позволяют получить необходимый изомер вещества благодаря своей специфичности.

В последние годы Нобелевской премией по химии награждали за открытия на стыке с биологией. В 2020 году награду получили Эммануэль Шарпантье (Институт инфекционной биологии Общества Макса Планка) и Дженнифер Дудна (Калифорнийский университет в Беркли) «за развитие метода редактирования генома». В 2018 году победителями стали Фрэнсис Арнольд за направленную эволюцию ферментов, а также Джордж Смит и сэр Грегори Винтер за фаговый дисплей пептидов и антител.

Среди лауреатов премии, получивших мировую известность, Эрнест Резерфорд (Великобритания, 1908), заложивший основы учения о радиоактивности и строении атома, и исследователь витамина С Лайнус Полинг (США, 1954), награжденный в 1962 году также Нобелевской премией мира. Британский биохимик Фредерик Сэнгер дважды становился обладателем этой премии – в 1958 и в 1980 годах.

Всего в списке лауреатов 185 ученых (с учетом дважды награжденного Фредерика Сэнгера). В их числе семь женщин. Это французская ученая польского происхождения Мария Кюри, удостоенная награды в 1911 году за открытие радия и полония (в 1903 году она получила Нобелевскую премию по физике). В 1935 году за синтез новых радиоактивных элементов премию получила ее дочь Ирэн Жолио-Кюри. В 1964 году награда была присуждена Дороти Кроуфут-Ходжкин из Великобритании, в 2009 году – Аде Йонат из Израиля, в 2018 году – американке Фрэнсис Арнольд, в 2020 году премию разделили ученая из Германии французского происхождения Эмманюэль Шарпантье и американка Дженнифер Дудна.

Единственным советским и российским ученым, отмеченным этой наградой, остается академик Николай Семёнов, один из основоположников химической физики, создатель теории теплового взрыва газовых смесей. Премии он был удостоен (совместно с английским химиком Сирилом Хиншелвудом) в 1956 году за обоснование общей количественной теории цепных реакций.

Ранее 4 октября объявили лауреатов Нобелевской премии по медицине и физиологии. Победителями стали исследователи из США Дэвид Джулиус и Ардем Патапутян. Им присудили премию за открытие рецепторов температуры и осязания. 5 октября стали известны лауреаты по физике. Награды удостоились Джорджио Паризи, Клаус Хассельман и Сюкуро Манабе за «новаторский вклад в наше понимание сложных физических систем». 7 октября станет известен новый лауреат Нобелевской премии по литературе.

По материалам «Интерфакса», ТАСС, газеты «Известия»