Oktober 28, 2021

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Nobelpreis für Chemie an ein Werkzeug zum Aufbau von Molekülen verliehen

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Viele organische Moleküle existieren in zwei gespiegelten Varianten wie menschliche Hände – das nennt man Chiralität. Zum Beispiel riecht eine Version des Limonen-Moleküls – die rechtshändige – nach Zitrone, und ihr linkshändiges Spiegelbild riecht nach Orange.

„Organische Moleküle, die im Leben eine Rolle spielen, haben diese wichtige Eigenschaft, dass sie abgegeben werden – eine rechtshändige und linkshändige Version, die sehr unterschiedliche Chemie und sehr unterschiedliche biologische Konsequenzen haben können“, sagte Dr. Francis Collins, Direktor der National Institutes of Health, die die Arbeit von Dr. List und Dr. MacMillan, letzterer seit 2000, kontinuierlich finanziert hat.

Chemiker und Pharmaforscher wollen oft nur eine Version eines Moleküls, und die typische Katalyse hat beide Versionen hervorgebracht. Beides zu haben kann katastrophale Auswirkungen haben; In den 1950er und 1960er Jahren verursachte ein Spiegelbild des Thalidomid-Moleküls bei Tausenden von Babys schwere Geburtsfehler.

Aber die asymmetrische Katalyse kann nur eines dieser asymmetrischen Moleküle erzeugen, links oder rechts, ein Segen für die Sicherheit und die Reduzierung von chemischem Abfall.

Zwei Jahre zuvor hatte Dr. MacMillan eine Stelle an der Harvard University aufgegeben, wo er an der asymmetrischen Katalyse in Metallen geforscht hatte. Er stellte fest, dass diese Metallkatalysatoren in der realen Welt selten verwendet wurden, da sie teuer und schwer zu warten waren. Einige Metallkatalysatoren müssen sich in einer sauerstoff- und feuchtigkeitsfreien Umgebung befinden, was in einem größeren Maßstab schwer zu erreichen ist.

Also entwickelte Dr. MacMillan, der jetzt für die University of California in Berkeley arbeitet, einen haltbareren Katalysator aus organischen Molekülen, der wie Metalle vorübergehend Elektronen aufnehmen oder liefern könnte. Er testete die Fähigkeit des organischen Moleküls, eine Diels-Alder-Reaktion auszulösen, die Ringe aus Kohlenstoffatomen bilden kann.

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Wie das Experiment von Dr. List, Die Reaktion von Dr. MacMillan hat perfekt funktioniert. Er sagte, er erinnere sich, wie er auf und ab gesprungen sei und sich gedacht habe: „Ich glaube, ich fange an.

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