«Синтетика», изменившая мир

Вчера были названы лауреаты Нобелевской премии по химии. Премия присуждена за разработки в области применения палладиевых катализаторов в органических реакциях.

Лауреаты нобелевской премии по химии 2010 года - 79-летний американец Ричард Хек (Делаварский университет) и граждане Японии 80-летний Акира Сузуки (университет Хоккайдо) и 75-летний Ей-Ичи Негиши (университет Purdue в West Lafayette, штат Индиана). Их исследования начались в 70-х годах прошлого века. Открытие, совершенное химиками, изменило лицо мира. Мы обязаны ему всем, что обычно называют «синтетикой»: от высокотехнологичных пластиков до микроэлектроники. Органика — схематично говоря, все живое — имеет в своей основе атомы углерода, которые соединены между собой в разнообразные молекулярные цепочки. Органическая химия идет по стопам природы, синтезируя соединения, аналогичные природным, то есть такие, где несущей конструкцией является углеродная цепочка.

Чтобы такую цепочку создать, необходимо заставить атомы углерода провзаимодействовать друг с другом, к чему они мало предрасположены изначально: электронная оболочка углерода очень стабильна, для химического взаимодействия же необходимо «вырвать» из нее электрон, который становится «совместной собственностью» сразу двух атомных ядер (в чем, собственно, и состоит химическая связь).

Самые ранние методики были нацелены на повышение активности углерода, на их основе удавалось «варить» простые молекулы, но когда дело доходило до более сложных соединений, мешали накапливающиеся побочные продукты реакций.

В органических реакциях, разработанных Хека, Негиши и Сузуки, атомы углерода встречаются друг с другом на палладиевом катализаторе. Катализатор ориентирует атомы углерода и сближает их оптимальным образом для начала химической реакции.

Химическое взаимодействие атомов углерода в присутствии палладия вооружило органический синтез надежным и эффективным механизмом. Палладиевые катализаторы позволяют синтезировать крупные углеродсодержащие молекулы, которые по размеру сопоставимы с теми, что создает природа; то есть теоретически органическая химия теперь может синтезировать все.