2021 Nobel Kimya Ödülü : Organokataliz

 2021 Nobel Kimya Ödülü : Organokataliz

 

 

2021 Nobel Kimya Ödülü, “asimetrik organokataliz gelişimi” çalışmaları nedeniyle Almanya Max Plank Kömür Araştırmaları Enstitüsünden Benjamin List ve Princeton Üniversitesinden David W.C. MacMillan’a verildi. İki bilim insanının birbirinde bağımsız olarak 2000’li yıllarda geliştirdikleri yeni yöntemin güneş enerjisi ve ilaç üretiminde kullanılması bekleniyor.

 

 

Kimyasal bir tepkimenin hızını tepkimede harcanmaksızın arttıran maddelere katalizör denir. Katalizörler kataliz işlemini tükenmeden gerçekleştirebilirler. 2000’li yıllara kadar enzim ve metal olmak üzere iki başlık altında anılan katalizörler yapılan çalışmalarla yeni bir soluk kazandı. Su ve oksijenle kolay tepkime veren ve dolayısıyla nemden uzak tutulması gereken metal kaynaklı katalizörler toksik olduğu gibi verimsizdir. Vücudumuz ise yaşam için gerekli molekülleri kesen enzim formunda binlerce katalizör içerir. Geçmiş yıllarda özellikle geçiş metali kaynaklı katalizörlerin üzerine pek çok Nobel Kimya ödülü verilmiş olsa da bu sene ödülün ilk kez düşük molekül ağırlığına sahip organik bileşik kaynaklı katalizörlere verildiğini görüyoruz. 1990 yılından beri enzim katalizörleri üzerine çalışamn B.List prolin amino asidinin tepkime hızına etkisini incelemiş asimetrik katalizör üzerine çalışmalarda bulunmuştur. Aynı yıllarda D.MacMillian ise organik moleküllerin katalizör olarak kullanılması üzerine çalışmalarda bulunmuştur. Benjamin List ve David MacMillian geliştirdikleri yeni yöntemler ile daha verimli çevre dostu sonuçlar elde ettiler.

  Eğer bir molekül ayna görüntüsü ile çakışmıyorsa kiral olarak tanımlanır. Bilindik en basit örnek sağ ve sol ellerimizin birbiriyle çakışmayan ayna görüntüsü olduğudur. Her ne kadar ayna görüntüsüne sahip olsalar da atomlarının uzaydaki konumları farklıdır. Birbirinin ayna görüntüsüne sahip bu moleküller farklı fiziksel özelliklere de sahip olabilirler.Kiral moleküllerin ayna görüntüleri ise birbirinin enantiyometrisi olarak adlandırılır. Canlı vücudu gibi kiral ortamlarda görülen hastalıklarda kullanacağımız ilaçlardaki bileşiklerin de kiral olmasını bekleriz. Kiral ilaçlar üretimdeki ilaçların yaklaşık %50sini oluşturmaktadır. Kimyagerler ilaç üretiminde ihtiyaç duyulan molekülün birbirinin ayna görüntüsü olan iki formundan sadece birini sentezlemek isteyebilirler, bu hedefe ulaşmaya imkân veren verimli yöntemler oldukça sınırlıdır. İlaç endüstrisindeki kiral reseptörlerin sentezi Benjamin List ve David MacMillan tarafından geliştirilen asimetrik organokataliz yöntemi öncesinde ağırlıklı olarak metal ve enzim katalizine dayanıyordu.  İki bilim insanının geliştirdiği organokatalizörlerin verimliliğini striknin (Organik hücreleri bozarak tahrip eden zehirli alkaloid) sentezinde görmek mümkündür. Striknin ilk kez 1952’de 29 basamaklı bir süreçle sentezlenmişti. Üstelik verim sadece %0,0009’du. 2011 yılında organokatalizörler kullanılarak yapılan bir sentez ise sadece 12 basamak içeriyordu ve verimi 7.000 kat daha yüksekti.

 

Bu iki molekülün uzaydaki konumlarından kaynaklı farklılıkları sebebiyle birisi portakal diğer isei limon kokusuna sahiptir.

 

 

 

 

KAYNAK

The Nobel Prize in Chemistry 2021
The advent and development of organocatalysis

Rümeysa Sezdirmez

İlginizi Çekebilir

Cevap yaz

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir