Experten om Nobelpriset i kemi: ”Ett helt nytt koncept” 

Länge trodde forskare att det fanns två slags katalysatorer. Årets Nobelpristagare i kemi upptäckte en tredje. 

Vi börjar med det grundläggande. Katalysatorer är ämnen som styr och driver på kemiska reaktioner utan att själva bli en del av slutprodukten. Det är viktiga verktyg, inte minst inom kemisk tillverkning.  

Fram till år 2000 trodde forskare att det i princip bara fanns två slags katalysatorer: metaller och enzymer. Årets Nobelpristagare i kemi, Benjamin List och David MacMillan, upptäckte, helt oberoende av varandra, att så inte var fallet. Det finns en tredje, och den kallas asymmetrisk organokatalys. 

Den här katalysen bygger på små organiska molekyler, och har möjliggjort framställningen av miljövänligare och billigare katalysatorer. Ett skäl till det är att man har kunnat minska antalet reaktionssteg som krävs för att komma fram till en viss produkt. 

Läs mer: List och MacMillan tilldelas årets Nobelpris i kemi

– Det viktigaste är det här att det är ett helt nytt koncept, att man har en ny familj av katalysatorer som är helt annorlunda från de man hade tidigare, sammanfattar Johan Åqvist, ordförande i Nobelkommittén för kemi och professor i teoretisk kemi vid Uppsala universitet, för Ny Teknik. 

Vi vet ännu inte hur stort genomslag Nobelpristagarnas arbete kan få inom industrin. Men inom läkemedelsforskningen har det redan haft stor betydelse, berättar Johan Åqvist. 

–  Där vill man till exempel kunna ta fram mindre mängder molekyler för att kunna testa ett läkemedel, och se om det kan fungera mot olika sjukdomar. Där har det här arbetet varit jätteviktigt, säger han. 

Organokatalys har redan använts för att effektivisera framställningen av oseltamivir, som marknadsförs som influensaläkemedlet Tamiflu och paroxetin, som marknadsförs som Seroxat och används mot ångest och depression. 

Organiska katalysatorer kan driva något som kallas asymmetrisk katalys, vilket också är värdefullt. 

– Man visste tidigare att organiska molekyler som ättiksyra kan katalysera reaktioner. Men då får man en blandning av molekyler som är varandras spegelbilder. Det som var nytt var att små organiska molekyler kunde katalysera reaktioner som var stereospecifika, alltså att de bara gav en spegelbild av två möjliga, förklarar Johan Åqvist. 

Läs mer: Experten om Nobelpriset: ”Klimatmodellerna är rotade i solid fysik”

Vad är då problemet med att få en blandning av spegelbilder av en molekyl? Johan Åqvist tar neurosedynskandalen, som inträffade på 1960-talet, som exempel.  

Neurosedyn hade godkänts som sömnmedel och var baserat på en läkemedelssubstans kallad talidomid. Bland annat många gravida kvinnor tog detta sömnmedel, vilket ledde till att barn blev missbildade under graviditeten och att foster dog. 

– Den ena spegelbilden var ett jättebra läkemedel. Men den andra spegelbilden var den livsfarliga. Det var den som orsakade fosterskador. Det här visste man inte när man tog fram läkemedlet, berättar Johan Åqvist. 

Ett annat exempel som visar på spegelbildernas betydelse, som inte har något med läkemedel att göra, är molekylen limonen. 

– Det är samma molekyl, men den ena spegelbilden doftar citron, den andra doftar apelsin. Det visar att receptorerna i vår kropp känner skillnad på de här två spegelbilderna, säger Johan Åqvist. 

När vi talar om alternativ till metallkatalys tar Johan Åqvist upp katalysatorerna som vi har i bilar som exempel. De är ofta baserade på dyra metaller som platina, palladium och rutenium, som också kan ha en negativ miljöpåverkan.

–  Små organiska molekyler gör det möjligt att göra mycket miljövänligare katalysatorer, säger Johan Åqvist. 

Läs mer: Nobelpris till Ardem Patapoutian och David Julius – för upptäckt om receptorer

Det är tydligt att årets Nobelpristagare i kemi har gjort det möjligt att effektivisera den katalytiska processen. Men det behöver inte alltid finnas en tydlig praktisk tillämpning för att vara intressant för forskare.

Organiska kemister har en egen variant av Rubiks kub, och det handlar om att försöka framställa stryknin. Inte för att få fram ett gift, utan för att molekylen är otroligt komplicerad. De kemister som först lyckades bestämma strykninets struktur och syntetisera stryknin belönades båda med Nobelpris. 

– När man för första gången lyckades framställa stryknin på konstgjord väg i labbet krävdes det 29 olika reaktionssteg. Själva effektivitetens process var bara 0,0009 procent, så om du stoppade in ett kilo utgångsmaterial så fick du ut bara 0,9 gram produkt. Det har varit en utmaning för forskare, hur kan man göra det effektivare? Med organokatalys krävs det bara 12 steg och man ökar effektiviteten 10 000 gånger ungefär, säger Johan Åqvist. 

Årets Nobelpristagare i kemi

Benjamin List, född 1968 (53 år) i Frankfurt, Tyskland. Fil.dr 1997 vid Goethe-Universität Frankfurt am Main, Tyskland. Director vid Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mülheim an der Ruhr, Tyskland.

David W.C. MacMillan, född 1968 (53 år) i Bellshill, Storbritannien. Fil.dr 1996 vid University of California, Irvine, USA. Professor vid Princeton University, USA.

Fakta: TT

Läs hela artikeln här!

Sorry, comments are closed for this post.