2010eko kimikako Nobel saria, molekula organiko handien sintesia errazteagatik

Kimika organikoan funtsezkoak diren karbono-karbono lotura sinpleak eratzen dira akoplamendu gurutzatu deritzon erreakzio-katean. Hortaz, oso teknika baliagarria bihurtu da molekula organiko konplexuak sintetizatu ahal izateko. Izan ere, laborategiko kondizio samurretan gertatzen dira erreakzioak, eta eraginkortasun eta doitasun handiz egiten dira loturak.

Molekula organiko konplexuak eratu behar dituztenean, horien osagaiak izango diren molekula txikiagoak baliatzen dituzte kimikariek normalean. Molekula txikiak elkarrekin lotu behar dituzte, "besterik ez", molekula handiagoak lortzeko. Molekula horiek, baina, egonkorrak izan ohi dira, eta ez da nahikoa izaten elkarren ondoan jartzea lotura hori gertatzeko.

Hor bihurtzen da garrantzitsua paladioa. Lotzekoak diren bi molekulak paladioari lotzen zaizkio lehenik. Modu horretan, hurbilago gelditzen dira elkarrengandik lotura eratu behar duten bi karbono-atomoak. Gainera, paladioarekin eratzen duten loturari esker, handitu egiten da bi karbonoak elkarri lotzeko joera. Karbono-karbono lotura gertatutakoan, erraz askatzen dira paladiotik, eta paladioa prest gelditzen da beste akoplamendu gurutzatu batean parte hartzeko. Horregatik esaten da katalizatzailea dela, erreakzioa gertatzea ahalbidetzen duen arren ez delako osagaietako bat.

1etik 4ra, Heckek deskribatutako erreakzioa irudikatuta. Bromobentzenoa eta olefina paladioari lotzen zaizkio lehenik, eta, ondoren, haien artean karbono-karbono lotura eratzen dute (Argazkia:Nobel Sarien wegune ofiziala).

Hiru irabazle, hiru ekarpen

1968an argitaratu zituen Richard Heckek paladioa bitartekari erabilita lortutako karbono-karbono loturei buruzko lehenengo artikuluak. Karbonozko eraztun bat eta olefina bat (lotura bikoitz batez lotutako bi karbonoko molekula bat) lotu zituen, paladioa erabiliz. Estirenoa lortu zuen erreakzio horretatik, poliestireno plastikoaren osagai garrantzitsuena.

Ondoren etorri ziren Negishiren eta Suzukiren ekarpenak. Erreakzioan parte hartzen duten karbonoei lotuta dagoen atomoak eragin handia du erreakzioan: batzuk hautakorragoak dira, beste batzuek erreakzioa gertatzeko egon behar diren kondizioak aldatzen dituzte eta abar. Hala, bi ikertzaile horiek jorratutako bideek ahalbidetu dute paladioak katalizatutako akoplamendu gurutzatuaren erreakzioak errazago eta doitasun handiagoz gertatzea.

1977an Negishik aurkitu zuen bi karbonoetako batek zink-atomo bat baldin bazuen erreakzioak eraginkortasun handiagoa zuela, oso hautakorra zela, eta, gainera, erraz era zitezkeela erreakzioa gertatzeko kondizioak.

Bestalde, 1979an, boroari lotutako karbonoak proposatu zituen Suzukik, erreakzio hori egiteko. Zinkak baino toxikotasun txikiagoa du boroak; oso hautakorra da hura ere, eta talde funtzional askorekin lot daiteke.

Gure bizimodua hobetu duen tresna

Molekula organiko konplexuak sintetizatzeko bide horiei esker, asko egin ahal izan du aurrera kimika organikoak, eta horri lotutako aplikazio praktikoek. Industrian erabiltzen dira, hainbat konposatu eta produktu sortzeko. Erreakzioek aparteko kondiziorik behar ez dutelako erabiltzen dira hainbeste industrian.

Naturan aurkitu dituzten konposatuak sintetizatzeko erabiltzen da, adibidez. Taxola, esate baterako, tumoreen kontrako oso osagai eraginkorra da, eta Pazifikoko haginean ( Taxus brevifolia ) aurkitu zuten. Paladioak katalizatutako akoplamendu gurutzatuari esker lortu zuten laborategian sintetizatzea. Antibiotiko naturalen aldaera batzuk ere garatu izan dituzte erreakzio horren bidez, eta, bakterio erresistenteei eragitea ere lortu dute.