wtorek 11 grudnia 2018 imieniny Damazego i Waldemara 1990 - Nowy prezydent
Do końca roku pozostało: 0 dni
Chemia
Interaktywna mapa szkół
Język polski Historia WOS Sztuka (plastyka i muzyka) Języki obce Religia i etyka
Matematyka Fizyka i astronomia Chemia Biologia Przyroda Geografia Technika Informatyka
Przedmioty zawodowe WF Ścieżki edukacyjne Wychowanie przedszkolne Nauczanie zintegrowane Więcej
  • Nagroda Nobla
Nagroda Nobla

Nagroda Nobla

Nobel za asymetryczną katalizę

Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii przyznano w tym roku Williamowi S. Knowlesowi, Barry’emu K. Sharplessowi oraz Ryoji Noyoriemu za ich prace nad katalizą asymetryczną. Podział nagrody również był asymetryczny: Knowles i Noyori dostali jedną połowę (za prace nad reakcjami uwodorniania), a Sharpless drugą (za utlenianie).

Katalizą nazywamy zmianę szybkości reakcji chemicznej przez określone substancje, zwane katalizatorami. Jeśli dwoje ludzi jeździ stale tym samym zatłoczonym autobusem, mogą się nigdy nie poznać. Co innego, gdy spotkają wspólnego znajomego. Tak właśnie działa katalizator: przyspiesza i ułatwia reakcje.

Chiralność (gr. cheir – ręka) to zjawisko polegające na występowaniu tego samego związku chemicznego w dwóch postaciach, jak w przypadku prawej i lewej ręki. Ręce składają się bowiem z takiej samej liczby elementów, obie mają tyle samo palców, kości śródręcza czy nadgarstka, ale jedna jest lustrzanym odbiciem drugiej. Podobnie jest z niektórymi asymetrycznymi cząsteczkami – mimo że tworzy je jednakowa liczba takich samych atomów, mogą się one różnić właściwościami optycznymi i aktywnością biologiczną.

W związku z asymetrią mówi się o tzw. enancjomerach, czyli związkach prawo- i lewoskrętnych. Jeśli przepuścimy wiązkę światła spolaryzowanego przez kryształ bądź roztwór jednego z enancjomerów, światło odchyli się o określony kąt w prawo lub w lewo, w zależności od rodzaju substancji. Gdy w mieszaninie jest tyle samo enancjomerów „lewych” i „prawych”, światło wcale się nie odchyli, bo ich oddziaływanie się zneutralizuje. Przy konwencjonalnych metodach syntezy powstaje tyle samo „prawego” co „lewego” enancjomeru.

W naturze zwykle występuje tylko jedna forma enancjomeru, np. wszystkie naturalne cząsteczki glukozy są lewoskrętne. Podobnie jest z białkami, aminokwasami węglowodanami czy cząsteczkami DNA i RNA.

Niektóre substancje mają działanie lecznicze tylko w jednej z odmian, podczas gdy druga może być szkodliwa. Tak było na przykład z talidomidem (conterganem), który pochopnie wprowadzony na rynek spowodował urodzenie się tysięcy okaleczonych dzieci. Okazało się, że lek był mieszaniną enancjomerów, z których jeden miał pożądane działanie uspokajające i przeciwbólowe, drugi zaś hamował rozwój naczyń krwionośnych i uszkadzał płód.

Ten tragiczny w skutkach przykład pokazuje, jak ważna jest umiejętność otrzymywania czystych enancjomerów. Metody, które to umożliwiają, opracowali właśnie tegoroczni laureaci Nagrody Nobla. Asymetryczne cząsteczki katalizatora umożliwiają powstawanie niemal wyłącznie jednego rodzaju cząsteczek, tylko „prawych” lub tylko „lewych”. Ponieważ cząsteczki katalizatora nie ulegają zużyciu w czasie reakcji, każda z nich może spowodować powstanie milionów cząsteczek otrzymywanego związku.

William S. Knowles odkrył w roku 1968, że możliwe jest użycie metali przejściowych, np. podobnego do platyny rodu, w celu otrzymania chiralnych (asymetrycznych) katalizatorów dla reakcji uwodorniania, czyli przyłączania atomów wodoru. Wkrótce jego prace znalazły zastosowanie praktyczne – zaczęto w ten sposób wytwarzać lek o nazwie L-Dopa, podawany ludziom z chorobą Parkinsona, których mózg wytwarza za mało własnej L-Dopy. Metodę Knowlesa rozwinął Ryoji Noyori, tworząc bardziej uniwersalne katalizatory uwodorniania. Wykorzystując katalizator zawierający ruten, kolejny metal spokrewniony z platyną, uczony ten otrzymał antybiotyk o nazwie levofloksacyna. Samo uwodornianie to jednak nie wszystko – dzięki pracom Barry’ego K. Sharplessa powstały asymetryczne katalizatory zawierające tytan, które ułatwiają przyłączania tlenu.

Prace Knowlesa, Noyoriego i Sharplessa umożliwiły syntezę nowych cząsteczek i materiałów o wyjątkowych właściwościach. Dzięki ich osiągnięciom produkuje się antybiotyki, leki przeciwzapalne i środki stosowane w chorobach serca, np. beta-blokery, a także lepsze środki owadobójcze i słodziki.

Zobacz także odpowiedź eksperta na pytanie Co można powiedzieć o izomerii optycznej? Interesuje mnie również chiralność.

(PAP)




Komentarze + Dodaj komentarz
Zapraszamy do wyrażania opinii, redakcja portalu Interklasa.
 
Nasi partnerzy:
MEN SchoolNet eTwinning Związek Powiatów Polskich PCSS
Cisco OFEK Przyjazna Szkoła Fundacja Junior FIO CEO
Parafiada net PR Orange IMAX Cinema City WSP TWP
IMAGE PPI-ETC ArcaVir Master Solution Device


Projekt Polski Portal Edukacyjny Interkl@sa
powstał i był realizowany w latach 2000-2011 dzięki wsparciu
Polsko-Amerykańskiej Fundacji Wolności.

W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej "Polityce Prywatności".


Pytania i uwagi: portal@interklasa.pl

Regulamin portalu /  Polityka prywatności /  Ochrona własności intelektualnej /  Zasady korzystania / 
Wyłączenie odpowiedzialności /  Biuro prasowe /  Zasady współpracy /  Redakcja /  Kontakt

Przejdź na stronę ucznia Przejdź na stronę nauczyciela Przejdź na stronę rodzica Certyfikat sieciaki.pl Przyjazna strona kidprotect.pl