Kémiai Nobel-díj 2010: új gyógyszerek és anyagok kémiai alapjaiért

A 2010-es kémiai Nobel-díjat Richard F. Heck (University of Delaware, USA), Ei-ichi Negishi (Purdue University, USA) és Akira Suzuki (Hokkaido University, Japán) kapták a palládiumatomok által katalizált szerves kémiai reakciók területén elért eredményeikért. Az általuk kifejlesztett eljárások például új gyógyszerek fejlesztésében nélkülözhetetlenek.

A szénatomokon alapuló kémia magának az életnek is az alapja (szén-alapú élet). A szénvegyületek szinte végtelen változatosságban vannak jelen a természetben. A szerves kémia ma is rohamosan fejlődő tudománya teszi lehetővé az ember számára, hogy mesterségesen hozzon létre igen komplex szénvegyületeket is. Ebben a tevékenységben az egyik legfontosabb eszköz a most díjazott eljárás, amelynek különféle formái vannak.

Az összetett szerves vegyületek mesterséges felépítésekor az alapvető feladat a szénatomok megfelelő összekapcsolása. A szénatomok azonban stabilak, és nem könnyen reagálnak egymással. Egyszerűbb szerves molekulák létrehozásakor ezt át lehet hidalni úgy, hogy reaktívabbá teszik a szénatomokat, amikor azonban valóban bonyolultabb molekula létrehozása a cél, akkor az a módszer már túl sok melléktermékkel jár.

Ezen a problémán segít a katalizátorok, például a palládiumatom alkalmazása. Ebben az esetben a szénatomok tulajdonképpen egy palládiumatomon találkoznak egymással, ahol az egymáshoz való közelségük már elegendő a reakció elindulásához.

Ezeket az úgynevezett palládium-katalizált keresztkapcsolásokat (például a terület úttörőiről, a most díjazottakról elnevezett Heck-, Negishi- és Suzuki-reakciót) világszerte használják a szerves-kémiai kutatásokban, a módszerrel létrehozott molekulákat pedig például a gyógyszer- és elektronikai iparban alkalmazzák.

Részletes (angol nyelvű) leírás a díjazottak által kidolgozott reakciókról a Nobel-honalpon olvasható.

Új szén-szén kötés kialakítása minden időben a szintetikus szerves kémia meghatározó átalakításai közé tartozott. A klasszikus C-C kötést létrehozó módszerek (pl. Grignard-reakció, Wittig-reakció, cikloaddíció stb.) mellett az elmúlt 30 évben az átmenetifémek (Pd, Ni, Cu) által katalizált keresztkapcsolási (cross-coupling) reakciók jelentősen kiterjesztették a szintetikus lehetőségeket. Ezek a kapcsolási
reakciók a kezdeti egyetemi és akadémiai kutatóhelyekről kikerülve nagyon hamar ipari alkalmazást nyertek (a gyógyszerkutatási vonatkozásokról például itt olvashat egy szakmai cikket).

A palládium-katalizált kapcsolási reakciók közül is kiemelkedik a Suzuki-Miyaura reakció, ami alkalmazásának gyakoriságát és változatosságát illeti. Ez elsősorban a kiindulási bórsavak könnyű hozzáférhetőségének, stabilitásának és kevéssé toxikus tulajdonságának tudható be.