پزشکان گیل

ماهنامه‌ جامعه‌ پزشکی استان گیلان

نوبل شیمی ۲۰۱۰/ نوبل ۲۰۱۰ برای شیمی آلی/ فرانک مجیدی

بدست • ۲۵ اسفند ۱۳۹۰ • دسته: ویژه‌ نوبل 2010

بنیاد نوبل، جایزه‌ی نوبل امسال را مشترکاً به ریچارد اف. هک، ای‌‌ایچی نگیشی و آکیرا سوزوکی برای «کراس‌ کاپلینگ» به‌وسیله‌ی کاتالیست «پالادیوم» در سنتزهای آلی اعطا کرد.
شیمی آلی گسترده‌ترین شاخه‌ی شیمی است که به ترکیبات کربنی می‌پردازد. واکنش «کاپلینگ» یا جفت شدن در شاخه‌ای از شیمی آلی به ‌نام شیمی آلی ‌فلزی (اورگانومتالیک) مورد بحث قرار می‌گیرد که به‌وسیله‌ی یک کاتالیست فلزی و لیگندهای مناسب، دو ترکیب کربنی به هم متصل می‌شوند. در بحث‌های آزمایشگاهی، بهترین فلز کاتالیست پالادیوم است اما در صنعت و ابعاد گسترده، کاتالیست‌های فلزی ارزان‌تری مانند نیکل و مس مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از روش‌های جفت شدن «کراس‌ کاپلینگ» نام دارد و واکنشِ بینِ دو جزء جدا از هم را شامل می‌شود که می‌توان بر هر نیمه‌ی مولکول محصول در فرآیند واکنش کنترل داشت. یکی از اجزای واکنش کراس ‌کاپلینگ معمولاً آریل، آلکنیل یا آلکیل ‌هالید است.
بنیاد نوبل برای این امسال کار این سه دانشمند را ارزشمند تشخیص داده که کار آن‌ها اساس واکنش‌های مهمی از صنایع داروسازی تا صنایع الکترونیک قرار گرفته ‌است. داروی تاکسول که برای درمان سرطان به‌کار می‌رود، بر پایه‌ی واکنش پایه‌گذاری شده توسط آن‌ها ساخته ‌شده ‌است. واکنش یافته‌شده توسط این سه شیمیدان، در کنار واکنش‌های بزرگ و برنده‌ی جایزه‌ی نوبل، مانند واکنش «گرینیارد» در سال ۱۹۱۲، واکنش «دیلز- آلدر» در سال ۱۹۵۰، واکنش «ویتیگ» در سال ۱۹۷۰ و «واکنش مبادله‌ی اولفین» در سال ۲۰۰۵ قرار می‌گیرد.
تا پیش از آن‌که پالادیوم در شیمی آلی استفاده ‌شود، برای اتصال بین دو کربن می‌بایست از مواد فعال‌کننده استفاده می‌شد و واکنش‌های جانبی اجتناب‌ناپذیر بود. اما با به‌کار بردن پالادیوم، شمای تصویر زیر رخ می‌دهد.


هک پیشگام کار بر واکنش کراس‌ کاپلینگ شامل اولفین‌ها شد. او در سال ۱۹۶۸ مدعی شد واکنشی را در دمای اتاق انجام داده‌ است که یکی از مهم‌ترین روش‌های ایجاد پیوند یگانه‌ی کربن- کربن شناخته می‌‌شود. او تا سال ۱۹۶۹ مکانیسم واکنش و جزییات استرئوشیمی کاملی برای واکنش خود ارایه داد. تا سال ۱۹۷۱ او و دانشمندان دیگر به کامل کردن این واکنش و ایجاد محصولات جدیدتر بر پایه‌ی کار هک پرداختند.

ریچارد اف. هک، متولد ۱۹۳۱، اسپرینگفیلد، ماساچوست، آمریکا

در سال ۱۹۷۶ نیگیشی روی سری واکنش‌های کموسلکتیوتر آلی ‌فلزی کاتالیست‌های آلی با اورگانوهالیدها کار کرد. او ابتدا اجزای اورگانوزیرکنیوم و اورگانوآلومینیوم را به‌کار گرفت و در سال ۱۹۷۷ برای آن‌که از محصولات جانبی بکاهد، از ترکیبات پالادیومی استفاده کرد که واکنشی ملایم با انتخاب‌گری بالا را موجب می‌شد. واکنش نیگیشی نیز در ایجاد پیوند یگانه‌ی کربن- کربن به شهرت و اعتباری بالا میان شیمیدان‌ها رسید.
در سال ۱۹۷۹ سوزوکی و همکارانش دریافتند در حضور باز و کاتالیست پالادیوم، کراس کاپلینگ وینیل و آریل ‌هالید امکان‌پذیر است.
بعداً مشاهده شد که آریل ‌بورونیک‌ اسیدها به‌عنوان اجزای جفت‌شونده بر کاتالیست پالادیوم، قادر به انجام واکنش کراس کاپلینگ هستند و بازهای ملایم‌تری نیز می‌توانند کاربرد یابند.
روش‌های یافت‌شده توسط این سه دانشمند، راه‌های کاربردی فراوانی در سنتز مولکول‌های هدف ایجاد کرد. با روش‌های کراس ‌کاپلینگی که این سه تن پایه‌گذاری کردند، مولکول‌های طبیعی و بیولوژیکی فراوانی ساخته‌ شد و در داروسازی استفاده‌های بسیاری یافت. جایزه‌ی نقدی نوبل بین این سه تن به تساوی تقسیم می‌شود و آنان به بزرگ‌ترین افتخاری می‌رسند که یک دانشمند می‌تواند به آن برسد.


ای‌ایچی نگیشی، متولد ۱۹۳۵، چانگ‌چون، چین


Comment

علیرضا مجیدی: در متن این یادداشت به داروی تاکسول اشاره شده است. تاکسول یا پاکلیتاکسل یک داروی مهارکننده‌ی میتوز است و از این راه می‌تواند جلوی تکثیر سریع سلول‌های سرطانی را بگیرد. برای ساختن این دارو تا سال ۱۹۹۳ از پوست گونه‌ی‌ خاصی از درخت سرخدار به نام Taxus brevifolia استفاده می‌شد. اما نیاز بیماران بسیار بیشتر از داروی استحصال شده از این طریق بود و به‌علاوه از لحاظ زیست‌محیطی هم آسیب زیادی به‌خاطر قطع درختان رخ می‌داد. به‌همین دلیل دانشمندان باید به طریقی این دارو را به‌شیوه‌ی صناعی می‌ساختند.
دانشمندان در سال ۱۹۹۳ موفق شدند شیوه‌ای نیمه‌صناعی برای ساختن این دارو پیدا کنند. البته هم‌اکنون این دارو برای اجتناب از مواد مضر فرایند، به شیوه‌ی زیست‌فناوری تهیه می‌شود. اما تلاش نخستین دانشمندان برای ساخت صناعی آن، راه را برای ساخت داروهای دیگری همچون Docetaxel باز کرده است.
داروی پاکلیتاکسل بیشتر در درمان سرطان پستان، تخمدان و ریه کاربرد دارد.

اکیرا سوزوکی، متولد ۱۹۳۰، موکاوا، ژاپن

برای مشاهده‌ی متن کامل مقاله‌ی فوق می‌توانید به نسخه‌ی الکترونیک آن در وبلاگ «یک پزشک» مراجعه کنید.

فرانک مجیدی
کارشناس شیمی

Website: http://www.1pezeshk.com

۶ اکتبر ۲۰۱۰
آکادمی سلطنتی علوم سوئد تصمیم گرفته است جایزه‌ی نوبل شیمی را در سال ۲۰۱۰ اهدا کند به:
ریچارد اف. هک (Richard F. Heck)
دانشگاه دلاور (Delaware)، نیوآرک، دلاور، آمریکا
ای‌ایچی نگیشی (Ei-ichi Negishi)
دانشگاه پوردو، وست لافایت، ایندیانا، آمریکا
و آکیرا سوزوکی (Akira Suzuki)
دانشگاه هوکایدو، ساپورو، ژاپن
به‌ پاس «کراس‌ کاپلینگ» به‌وسیله‌ی کاتالیست «پالادیوم» در سنتزهای آلی.

 

بی‌بی‌سی فارسی: کمیته‌ی نوبل اعلام کرد که این جایزه برای «ابداعی بزرگ در یک لوله‌ی آزمایشگاهی» اعطا شده است. این سه دانشمند به‌طور مستقل از یکدیگر موفق شده‌اند راه جدیدی را برای ساخت مواد شیمیایی آلی، یعنی همان چیزی که اساس حیات را تشکیل می‌دهد، در آزمایشگاه پیدا کنند. در روش تازه‌ی آن‌ها از فلز کمیاب پالادیوم به‌عنوان کاتالیزور برای ادغام اتم‌های کربن با یکدیگر استفاده شده است.
کمیته‌ی نوبل گفت برخلاف روش‌های قبلی، روش جدید این امکان را فراهم می‌کند که مواد شیمیایی آلی پیچیده مانند آن‌چه در طبیعت یافت می‌شود، در شرایط آزمایشگاهی ساخته شود.
مدتی است که از این روش در حوزه‌ی پزشکی، صنایع پلاستیک، مهندسی و الکترونیک استفاده می‌شود. این روش برای توالی در زنجیره‌های دی‌ان‌ای حیاتی است و برای ساخت آزمایشگاهی ماده‌ای که در اسفنج‌های دریایی یافت می‌شود، استفاده شده است. در تحقیقات پزشکی نشان داده شده که این ماده خاصیت ضد سرطان دارد.

خبرگزاری مهر: سه دانشمند پس از نیم قرن که از کشف آن‌ها می‌گذشت مفتخر به دریافت جایزه‌ی نوبل شیمی شدند.
معماران مولکول‌ها که سال‌ها قبل موفق شدند با اتم‌های کربن همچون تکه‌های لگو بازی کنند، نه‌تنها قادرند این اتم‌ها را به‌خوبی در کنار هم بگذارند، بلکه می‌توانند از کنار هم چیدن آن‌ها ساختمان‌هایی بسازند که در الکترونیک و پزشکی فواید بسیاری دارد.
کمیته‌ی نوبل در خصوص دلایل اعطای این جایزه به این سه دانشمند توضیح داد: «شیمی بر پایه‌ی کربن اجازه می‌دهد که مولکول‌های پیچیده‌ای همچون آن‌هایی که در طبیعت ایجاد شده‌اند در کنار هم چیده شوند. این عنصر، پایه‌ی حیات و مسوول پدیده‌های متعدد شگفت‌انگیزی چون رنگ گل‌ها، سم مارها و تولید موادی است که باکتری‌ها را می‌کشد. شیمی آلی به انسان‌ها اجازه می‌دهد که بر پایه‌ی آن چیزی که طبیعت انجام داده است به ساختن ادامه دهند و با استفاده از اتم‌های کربن، یکی از اسکلت‌های جامد برای ساخت طیف وسیعی از مولکولهای متنوع را ارایه کنند. این عنصر به بشریت اجازه داده است که داروها و مواد متحولانه‌ی جدیدی همچون پلاستیک را به‌دست بیاورد.»

خبر آن‌لاین: شیمی آلی مدت‌هاست که به عرصه‌ی هنرمندی شیمی‌دانان تبدیل شده است؛ جایی‌ که دانشمندان مخلوقات شیمیایی شگفت‌آوری را در لوله‌های آزمایش تولید می‌کنند و آن‌ها را متناسب با خواص خود در پزشکی، الکترونیک و مواد صنعتی پیشرفته به‌کار می‌گیرند. موضوع جایزه‌ی نوبل شیمی امسال هم ابداع یکی از بهترین ابزارهای خلق مواد آلی مختلف است.
شیمی آلی بخشی از علم شیمی است که به بررسی ترکیبات کربنی می‌پردازد. با تکیه بر این علم، دانشمندان امروز می‌توانند ترکیبات متنوعی از کربن به‌دست بیاورند و به دستاوردهای بی‌نظیری در پزشکی و تولید محصولاتی مانند پلاستیک دست پیدا کنند. اما برای خلق این مواد عجیب، دانشمندان باید بتوانند مولکول‌های کربن را به‌دلخواه به هم پیوند دهند. این در حالی است که کربن، اتم پایداری است و به این آسانی‌ها درگیر پیوندهای شیمیایی نمی‌شود. روش‌های اولیه‌ی دانشمندان برای پیوند دادن اتم‌های کربن، استفاده از تکنیک‌های مختلف برای فعال‌تر کردن اتم کربن بود؛ اما نتیجه‌ی این روش‌ها، تولید انبوه مواد شیمیایی ناخواسته با خواص نامطلوب در لوله‌های آزمایشگاهی بود.
اما روش کراس‌ کاپلینگ با کاتالیست پالادیوم توانست این پیوندهای شیمیایی بین اتم‌های کربن را با دقت بسیار بیشتری انجام دهد و مشکلات ناخواسته‌ی پیشین را برطرف کند. در این روش که از ۳ واکنش (که به‌ترتیب به نام هک، نگیشی و سوزوکی مشهور شده‌اند) تشکیل شده، اتم‌های کربن روی یک اتم پالادیوم با یکدیگر ملاقات می‌کنند و وقتی به‌اندازه‌ی کافی به یکدیگر نزدیک شدند، واکنش شیمیایی آغاز می‌شود. این روش امروزه در اغلب آزمایشگاه‌های شیمی سراسر جهان و بسیاری از شرکت‌های تجاری به‌خصوص در صنایع دارویی و الکترونیک استفاده می‌شود.

 

برچسب‌ها: ٬ ٬ ٬

دیدگاه خود را بیان کنید.