NobelprijsScheikunde

Nobelprijs voor Scheikunde naar organische moleculenbouwers

De Amerikaan David MacMillan, onderscheiden met de Nobelprijs voor Scheikunde.  Beeld AFP
De Amerikaan David MacMillan, onderscheiden met de Nobelprijs voor Scheikunde.Beeld AFP

De Nobelprijs voor Scheikunde gaat naar een Duitser en een Amerikaan omdat ze een slimme manier hebben bedacht om ingewikkelde moleculen te maken.

Joep Engels

Een scheikundige maakt nieuwe materialen. Soms is dat eenvoudig: je mengt wat chemicaliën en de gesplitste bestanddelen klitten aaneen tot de gewenste moleculen. Vaak zijn er hulpstoffen nodig, om de reactie op gang te helpen of om de juiste delen bij elkaar te brengen. Katalysatoren noemen scheikundigen deze hulpstoffen. De leek kent ze van de uitlaat van een auto, waar een speciaal metaal helpt de schadelijke gassen om te zetten in onschuldige producten zoals stikstof en water.

De chemie heeft allerlei katalysatoren ontwikkeld die reacties soepeler of efficiënter maken. Maar voor de synthese van complexe moleculen, zoals geneesmiddelen, schieten deze hulpstoffen – het zijn allemaal metalen of mengsels daarvan – tekort. Dan komt het erop aan dat alle componenten in de juiste volgorde en in de juiste ruimtelijke structuur worden gekoppeld. De natuur heeft daar uitstekend katalysatoren voor: enzymen. Deze zijn echter zelf weer veel te ingewikkeld om na te maken.

Een katalysator van een verbluffende eenvoud

De Duitser Benjamin List en de Amerikaan David MacMIllan (beiden geboren in 1968) combineerden de twee werelden. Ze ontwikkelden katalysatoren met de natuurlijke perfectie van een enzym, maar dan van een verbluffende eenvoud. Voor die prestatie worden ze dit jaar geëerd met de Nobelprijs voor Scheikunde.

Een enzym is een gigantisch molecuul, een kluwen van aan elkaar gekoppelde bouwstenen, veelal aminozuren. Het echte werk wordt echter door één of enkele aminozuren gedaan. Kan ik dan niet toe met één simpel aminozuur, vroeg List zich af. En hij probeerde het gewoon. Met proline, een aminozuur dat begin jaren zeventig al eens was getest als katalysator, maar zonder succes. In de synthese die List testte, deed proline het juist uitstekend. Zijn vondst opende de deur voor allerlei andere zogeheten organische katalysatoren.

De Duitse Benjamin List, onderscheiden met de Nobelprijs voor de Scheikunde.  Beeld AP
De Duitse Benjamin List, onderscheiden met de Nobelprijs voor de Scheikunde.Beeld AP

Metalen vormen een brug voor de elektronenoverdracht

In diezelfde tijd, rond de eeuwwisseling, deed MacMillan iets soortgelijks. De metalen fungeren als katalysator doordat ze een brug vormen voor de elektronenoverdracht tussen de stoffen die uit zichzelf niet zo makkelijk met elkaar reageren. MacMillan ontwierp kleine organische moleculen die ook elektronen konden overdragen. Ook dat werkte.

MacMillan bouwde zelfs katalysatoren waarmee hij de gewenste ruimtelijke structuur kon verkrijgen. Veel geneesmiddelen danken hun werkzaamheid niet alleen aan hun samenstelling, maar ook aan hun opbouw. Het bekendste voorbeeld is softenon, dat als middel tegen onder andere zwangerschapsmisselijkheid op de markt kwam. Tijdens de productie ontstond ook de gespiegelde vorm van dit middel, dat ernstige afwijkingen bij het ongeboren kind bleek te veroorzaken. Met de organische katalysatoren is het nu beter mogelijk om slechts de gewenste vorm te produceren.

Het is een ingenieuze ontdekking, oordeelt het Nobelcomité. Zo simpel dat een mens zich afvraagt waarom niemand dit eerder heeft bedacht. Kennelijk zagen List en MacMillan iets waar anderen zich blindstaarden op een vertroebelende hoeveelheid kennis.

Lees ook:

Nobelprijs voor Geneeskunde is voor onderzoek naar zintuigen

Maandag werd de Nobelprijs voor de Geneeskunde uitgereikt, die ging naar twee Amerikanen die hebben onderzocht hoe we voelen of iets warm of koud is, en hard of zacht.

Nobelprijs natuurkunde voor onderzoek naar opwarming van de aarde, én naar onderzoek orde en wanorde

De Nobelprijs voor natuurkunde gaat dit jaar naar drie fysici die patronen hebben ontdekt in complexe systemen, zoals het klimaat.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2022 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden