آنری ب. کاگان و کنسو سوآی برندگان نوبل شیمی ۲۰۲۶ شدند؛ جایزه‌ای که برای کشف اثرهای غیرخطی و خودکاتالیزی در سنتز آلی نامتقارن به این دو شیمی‌دان اعطا شد؛ کشفی که به یکی از معماهای قدیمی شیمی درباره چگونگی غلبه یک شکل آینه‌ای از مولکول‌ها بر شکل دیگر پاسخ می‌دهد. بسیاری از مولکول‌ها، از جمله آمینواسیدها، می‌توانند در دو شکل آینه‌ای وجود داشته باشند؛ دو ساختاری که از نظر فرمول شیمیایی یکسان‌اند اما مانند دست راست و چپ، بر هم منطبق نمی‌شوند. نکته عجیب این است که حیات تقریباً به‌طور کامل یکی از این دو شکل را به کار می‌گیرد. چگونگی شکل‌گیری چنین عدم‌تقارنی، مدت‌ها یکی از پرسش‌های مهم شیمی بود.
در ادامه حتما بخوانید: توصیه‌های برندگان جایزه نوبل به اقتصاددانان جوانان برندگان نوبل سال ۲۰۲۳ چه کسانی خواهند بود؟
کاگان با مطالعه واکنش‌های نامتقارن نشان داد اثر ترکیبات کایرال همیشه متناسب و خطی نیست و تغییر کوچکی در ترکیب یک کاتالیزگر می‌تواند به افزایش بسیار بزرگ‌تری در انتخاب یکی از دو شکل آینه‌ای منجر شود. مدل‌های او، از جمله مدل‌های موسوم به ام‌ال‌اِن، به شیمی‌دانان برای توضیح و پیش‌بینی این اثرهای غیرخطی در واکنش‌های نامتقارن کمک کردند.
سوآی این ایده را به یکی از شگفت‌انگیزترین نمونه‌های خودکاتالیزی در شیمی آلی رساند. در واکنش سوآی، محصول یک واکنش می‌تواند نقش کاتالیزگر را برای تولید بیشتر همان شکل از محصول ایفا کند؛ یعنی ماده‌ای که ساخته شده، به ساختن نسخه‌های بیشتر از خودش کمک می‌کند. در نتیجه، یک عدم‌تعادل بسیار کوچک می‌تواند در چرخه‌های بعدی تقویت شود.
ویژگی چشمگیر واکنش سوآی این است که حتی یک عدم‌تعادل اولیه بسیار ناچیز در میان دو شکل آینه‌ای می‌تواند به شکل قابل‌توجهی تقویت شود. پژوهش‌های بعدی نشان داده‌اند این واکنش می‌تواند به تولید محصول تقریباً خالص از یک شکل آینه‌ای منجر شود و حتی در شرایطی بدون افزودن کاتالیزگر خارجی، شکستن تقارن و تولید محصول غیرمتقارن مشاهده شده است.
اهمیت این دستاورد فراتر از یک واکنش آزمایشگاهی است. کنترل «دست‌سانی» برای ساخت بسیاری از ترکیبات دارویی، مواد معطر و طعم‌دهنده‌ها و مواد جدید اهمیت دارد؛ زیرا دو شکل آینه‌ای یک مولکول می‌توانند رفتارهای متفاوتی در یک سامانه زیستی داشته باشند. کشف‌های کاگان و سوآی ابزارهایی برای فهم و کنترل همین تفاوت ظریف در سنتز شیمیایی فراهم کرده است.
پژوهش‌های کاگان در دهه ۱۹۷۰ نیز نقشی مهم در پیشرفت سنتز نامتقارن داشت. او با طراحی ترکیب کایرال «دی‌آی‌اوپی» توانست واکنش هیدروژناسیون نامتقارن را به سطح بسیار بالاتری از انتخاب‌پذیری برساند؛ مسیری که بعدها در تولید ترکیبات دارویی اهمیت زیادی پیدا کرد. نوبل شیمی ۲۰۲۵ به سوسومو کیتاگاوا، ریچارد رابسون و عمر ام. یاغی برای توسعه چارچوب‌های فلزی-آلی یا MOF رسید. این مواد ساختارهایی شبکه‌ای و متخلخل دارند که می‌توانند مولکول‌ها و گازها را در خود جذب و ذخیره کنند. ایده اولیه در سال ۱۹۸۹ توسط رابسون مطرح شد و کیتاگاوا و یاغی در دهه‌های بعد، این فناوری را به شکل پایدارتر و قابل‌استفاده‌تر توسعه دادند. منبع: فارس
بازدید 8
نظرات کاربران