Nobelprijs chemie voor nieuwe vorm van katalyse

In het jaar 2000 kwamen de Duitser Benjamin List en de Amerikaan David W.C. MacMillan, onafhankelijk van elkaar, met dezelfde oplossing voor een oud probleem: hoe bouw je op een eenvoudige manier precies de juiste moleculen?

Scheikundigen willen moleculen maken zoals je met lego speelt: blokje voor blokje. Ze gebruiken daarvoor katalysatoren: hulpstoffen voor chemische reacties die tot een bepaalde stof leiden.

Derde weg
Tot de publicaties van deze Nobelprijswinnaars in het jaar 2000 waren er in principe twee katalysatoren: metalen en enzymen. De winnaars hebben een derde soort van katalysatoren bedacht: organokatalyse met kleine organische moleculen die ze uit de natuur halen.

‘Organisch is niet per se groen’

“Uit wetenschappelijk oogpunt zijn ze erin geslaagd om een scheikundige methode uit te bouwen tot een onderzoeksveld”, vindt professor Frank Hollmann (bio-catalyse bij de faculteit TNW). “Er is in de scheikundige geschiedenis een hele lijst van reacties waarbij niet-metallische katalysatoren een rol spelen, maar List en MacMillan hebben de organokatalyse op een systematische manier op de kaart gezet.”

Hollmann trekt een vergelijking met de Nobelprijs voor scheikunde in 2001. Die werd uitgereikt aan drie onderzoekers voor hun werk in de metallische katalyse die werkt met schaarse metalen zoals titanium. Nu, twintig jaar later, beloont het Nobelprijscomité een manier van katalyse die niet afhankelijk is van exotische metalen. “Dat wil niet zeggen dat het allemaal groen en zonder vervuiling gaat”, waarschuwt Hollmann. “Vaak zijn niet-metallische katalysatoren minder efficiënt en heb je er meer van nodig. Dat kost energie en levert afval op. Organisch is niet per se groen.”

In de publiciteit krijgt oriëntatie van moleculen veel aandacht. Vooral in de farmacie is dat van belang omdat spiegelbeeldige moleculen in de biologie een heel andere werking kunnen hebben. Hollmann wijst erop dat een bepaalde oriëntatie van moleculen (chiraliteit) niet specifiek is voor organische katalyse. Metallische en enzymatische katalyse kunnen dat ook.

Wel is Hollmann blij met deze nieuwe vorm van organische katalyse die hij als een uitbreiding van de chemische gereedschapskist beschouwt. Onderzoekers trekken daar de ene keer dit, een andere keer dat werktuig uit, en vaak een combinatie ervan.

In Amsterdam
Benjamin List is toevallig met zijn familie op vakantie in Amsterdam, zei hij in een telefonische reactie tijdens de persconferentie van het Nobelprijscomité. Hij heeft een geweldig concert bijgewoond in het Concertgebouw en nu is zijn dag volgens hem nog mooier geworden.

‘De doorbraak is niet meteen opgepikt’

Waar zijn onderzoek nu staat in vergelijking met twintig jaar geleden? De doorbraak is niet meteen opgepikt, zei List. De echte revolutie is volgens hem pas later gekomen, toen de techniek verfijnd werd.

De twee laureaten delen samen de prijs van tien miljoen Zweedse kronen, oftewel zo’n 985 duizend euro.

De allereerste Nobelprijs voor de scheikunde ging in 1901 naar een Nederlander: Jacobus Henricus van ’t Hof ontving hem voor zijn onderzoek naar chemische evenwichten en osmose. Drie andere Nederlanders hebben hem daarna nog gewonnen, onder wie Ben Feringa in 2016.

HOP, Bas Belleman / Delta, Jos Wassink

^{Na de aankondiging van de Nobelprijs voor de scheikunde 2021 gaf Peter Somfai, lid van het Nobelprijscomité, een toelichting op de keuze aan journalist Joanna Rose.}