Nobelprijs voor Scheikunde gaat naar wetenschappers die nieuwe manier ontwikkelden om moleculen te bouwen

Veel industrieën en onderzoeksgebieden zijn afhankelijk van scheikundigen als het aankomt op nieuwe moleculen te bouwen. Want functionele moleculen hebben een brede waaier aan toepassingen: van stoffen die licht opvangen in zonnecellen of energie opslaan in batterijen tot moleculen die ervoor zorgen dat onze  hardloopschoenen verderlicht zijn of de voortgang van ziekte in het lichaam kunnen remmen.

Scheikundigen kunnen nieuwe moleculen maken door kleine chemische bouwstenen aan elkaar te koppelen, al klinkt dat simpeler dan het is. Want in vergelijking met de natuur bakten we er eerst maar weinig van. Maar beetje bij beetje werden wetenschappers er beter in. Veel van de uitvindingen die hier aan hebben bijgedragen zijn in het verleden al beloond met een Nobelprijs. En de laureaten van 2021 hebben het bouwen van moleculen naar een nog hoger niveau getild. Zij kwamen met een simpele maar brilliante methode op de proppen: asymmetrische organokatalyse. Hun ontdekkingen liggen aan de basis van “een volledig nieuwe manier om chemische moleculen samen te stellen”, zegt Pernilla Wittung-Stafshede, een lid van de Nobelcommissie voor Scheikunde. 

Voor het jaar 2000 behoorden alle katalysatoren, dat zijn stoffen die een scheikundige reactie beïnvloeden, tot 2 grote groepen: de metalen of enzymen. Dankzij deze katalysatoren kon men moleculen uiteen halen of in elkaar zetten. Moleculen die we in ons dagelijks leven overal tegenkomen. Van medicijnen en plastics tot parfums en voedselaroma’s. Maar liefst 35 % van het brutto nationale product van de wereld heeft een link met chemische katalyse.

Veel wetenschappers dachten dat het bij deze 2 categorieën zou blijven. Tot Benjamin List, ondertussen directeur van het Max-Planck-Instituut in Duitsland, op het toneel verscheen. Hij keek naar de werking van enzymen en vroeg of dat niet simpeler kon. Enzymen zijn meestal enorme moleculen opgebouwd uit honderden aminozuren. Maar vaak worden de scheikundige reacties aangedreven door een of enkele individuele aminozuren in het enzym. De out-of-the-box vraag van Benjamin List was: moeten aminozuren deel uitmaken van een enzym om een ​​chemische reactie in gang te zetten? Of zou een enkel aminozuur, of andere vergelijkbare eenvoudige moleculen, hetzelfde werk kunnen doen? Wat wetenschappelijk onderzoek later was de assymetrische katalyse met organische moleculen geboren.

Maar hij was niet de enige met dit inzicht. In een ander laboratorium werkte ook David MacMillan, momenteel professor aan de Universiteit van Princeton, naar hetzelfde doel toe. MacMillan probeerde zag dat de industrie zelden metaalkatalysatoren gebruikte omdat ze te moeilijk en duur waren. Daarom begon hij simpele organische katalysatoren te ontwerpen. Toen hij resultaten publiceerde kwam hij met de term “organokatalyse”. Sinds 2000 zijn de ontwikkelingen op dit gebied in een stroomversnelling terechtgekomen. In de afgelopen jaren hebben List en MacMillan nog massa’s goedkope en stabiele organokatalysatoren ontworpen, die kunnen worden gebruikt om een ​​grote verscheidenheid aan chemische reacties aan te sturen, beter zijn voor het milleu en goedkoper.

Op 27 november 1895 tekende Alfred Nobel zijn testament waarmee het grootste deel van zijn fortuin aan een reeks prijzen, de Nobelprijzen, schonk. Een deel was gewijd aan “de persoon die de belangrijkste chemische ontdekking of verbetering heeft gedaan”.

Al 114 Nobelprijzen werden er uitgereikt aan 190 laureaten sinds 1901. Slechts 7 van hen waren vrouwen. Ondanks dat er 190 laureaten zijn gaat het maar om 189 individuen. Frederick Sanger won de Nobelprijs voor Scheikunde namelijk twee keer. De jongste laureaat is Frédéric Joliot met 35 jaar, de oudste John B. Goodenough met 97 jaar. Goodenough is tevens de oudste Nobelprijswinnaar ooit.

Vorig jaar ging de Nobelprijs voor Scheikunde naar Emmanuelle Charpentier en Jennifer A. Doudna  de ontdekking van de DNA-schaar CRISPR/Cas9. De gerenommeerde bekroning gaat gepaard met een geldprijs ter waarde van 10 miljoen Zweedse kronen (goed voor 980.000 euro), een unieke medaille ontworpen door Erik Lindberg, en natuurlijk een plaats in de geschiedenisboeken.