Revolutionerende værktøj til at bygge molekyler udløser Nobelprisen i kemi

Et effektivt og miljøvenligt værktøj til at bygge molekyler.

Det er, hvad der har sikret Benjamin List fra Max-Planck-Instituttet i Tyskland og David W.C. MacMillan fra Princeton University i USA årets Nobelpris i kemi.

Forskerne har med deres arbejde udviklet et molekyleværktøj, som kaldes asymmetrisk organokatalyse.

Ved asymmetrisk katalyse bruger man katalysatorer, der kan sikre, at der kun bliver dannet det ene af molekylets to former, så der ikke dannes et spejlbillede af stoffer, som kan være uønsket.

Og det kommer blandt andet fremstillingen af lægemidler til gode.

»Det er et vigtigt område i vækst - især inden for medicinalindustrien, og de her metoder er i dag blevet generelle værktøjer, som de to nobelprismodtagere har været med til at udvikle,« siger Frank Jensen, der er lektor ved Insititut for Kemi på Aarhus Universitet, til Videnskab.dk.

Skaber et spejlbillede

En anden måde at forklare værktøjet på er ved at kaste et blik på vores hænder. Vi har en højre og en venstre hånd, der er som spejlbilleder af hinanden.

Vi kan godt give hinanden et håndtryk, hvis vi begge to bruger den højre. Men hvis du bruger den venstre og jeg den højre, så passer de ikke sammen.

Det er den samme udfordring, man har, når man fremstiller medicin.

»Kroppen har kun det ene spejlbillede, og derfor skal man sørge for at lave det komplementære spejlbillede af den givne medicin,« som Frank Jensen forklarer det.

Og værktøjet her - den såkaldte asymmetriske organokatalyse - er særligt godt til at kun lave ét spejlbillede.

»I stedet for at lave begge spejlbilleder og derefter forsøge at skille dem ad og smide den ene halvdel væk, hvilket faktisk er hulens svært, så kan man simpelthen designe sin syntese, så man kun laver netop den, man er interesseret i. Det er præcis de værktøjer, som forskerne har fået Nobelprisen for at udvikle,« uddyber Frank Jensen.

Fra grundforskning til brugbart værktøj

De to Nobelpris-modtagere har været med til at lægge kimen for, at værktøjet nu ikke kun er grundforskning, men i højere grad bruges i industrien.

»Det er gået fra at være et værktøj, man kan bruge i enkelte tilfælde, til nu at være et værktøj, der kan bruges, om ikke i alle tilfælde, så til en hel klasse af forskellige reaktioner,« siger Frank Jensen.

»Det betyder, at man fra starten af kan designe, hvordan man vil lave kun det ene spejlbillede, så man ikke bare skal prøve sig frem, indtil der er noget, der virker,« forsætter han.

Frank Jensen peger på Thalidomid som et eksempel på et lægemiddel, der blev solgt som en blanding af begge spejlbilleder, hvilket medførte fødsel af tusindvis af misdannede børn.

Bedre for miljøet

En katalysator fungerer på den måde, at den øger hastigheden af en kemisk reaktion, hvor to molekyler reagerer med hinanden. I dag findes der flere forskellige former for katalyse.

For eksempel er enzymer og metaloverflader katalysatorer. Men først inden for de seneste årtier er organiske katalysatorer blevet et kendt værktøj.

Og de to forskere får samtidig prisen for at have udviklet en metode, der gør værktøjerne til katalyse mere bæredygtige end de tidligere benyttede, der ofte var baserede på metaller.

Tidligere har det nemlig krævet langt flere ressourcer at finde frem til det rigtige spejlbillede ved at prøve sig frem.

»Men med disse metoder slipper man for at producere et helt kilo, for derefter at skulle skille det ad og smide det halve kilo medicin væk.«

Værktøjet er særlig vigtigt, når medicinalvirksomheder har fået godkendt medicinen og skal til at lave det i store mængder.

Da man med asymmetrisk organokatalyse kan finde frem til den ønskede variant af et bestemt stof, så går der mindre mængder af uhensigtsmæssige affaldsprodukter til at fremstille for eksempel medicin.

»I det øjeblik, man har et færdigt produkt og en virksomhed skal til at fremstille medicinen i stor skala, så bliver det pludselig meget vigtigt med det værktøj, fordi man kan gøre det på en effektiv måde,« siger Frank Jensen.

»Derudover er det også en mere tilgængelig og prisvenlig metode, og organisk betyder, det bliver nedbrudt til uskadelige stoffer, der ikke er giftige, som for eksempel tungmetaller, der kan være et problem. Det er altså en proces, der ligner lidt den måde, som naturen gør det på.«