Premios Nobel de Química. El Premio Nobel de Química fue otorgado por la síntesis de máquinas moleculares. Y a esta hora

quiso decir

Laureados: el francés Jean-Pierre Sauvage de la Universidad de Estrasburgo, nativo de Escocia Sir J. Fraser Stoddart de la Universidad Pivnichno-Zakhidny (Illinois, EE. UU.) y Bernard L. Feringa ( Bernard L Feringa) de la Universidad de Groningen (Países Bajos) .

dzherelo: pbs.twimg.com

La fórmula del premio es la siguiente: “por el diseño y síntesis de máquinas moleculares”. Estos galardonados abrazaron la miniaturización de la tecnología, que puede tener un significado revolucionario. Sauvage, Stoddart y Feringa no sólo cambiaron las máquinas, sino que introdujeron la química de un mundo nuevo.

Ya han creado mecanismos moleculares que pueden enderezar los brazos y actuar como máquinas de limpieza. Se pueden colocar frente a nosotros en varios sensores, así como en medicina.

Como se indica en el comunicado de prensa de la Real Academia Sueca de Ciencias, el primer paso hacia una máquina molecular lo dio el profesor Jean-Pierre Sauvage en 1983, cuando logró formar dos moléculas en forma de anillo a la vez, lantsyug, vidomy yak catenan. Las moléculas causantes están conectadas por fuertes enlaces covalentes, en los que los átomos comparten electrones, pero en cuyo caso están conectados por fuertes enlaces mecánicos. Para que la máquina pueda completar la tarea, es necesario que esté formada por piezas que puedan colapsar una por una. Los dos anillos conectados lo demuestran claramente.

Fraser Stoddart produjo otro producto en 1991 cuando produjo rotaxano (un tipo de estructura molecular). Insertando un anillo molecular en un anillo molecular delgado y mostrando que este anillo puede colapsar a lo largo de su eje. Los rotaxanos son la base de desarrollos como la elevación molecular, la carne molecular y los chips de computadora.

Y Bernard Fering fue el primero en romper el motor molecular. En 1999, la rotación arrancó la pala molecular del rotor, que gradualmente se envuelve en una dirección. Los motores moleculares vikoristas, habiendo envuelto el cilindro, que era 10 mil veces más grande, el motor más bajo, también construyeron un nanocoche.

Es importante señalar que los galardonados de 2016 no necesitan "brillar" en varias listas de favoritos, ya que pronto aparecerán al frente del "Año Nobel".

Entre aquellos a quienes los medios de comunicación predijeron un premio en química, por ejemplo, George M. Church y Feng Zhang (ofendidos por los EE.UU.), por el establecimiento de la edición del genoma CRISPR-cas9 en humanos y ratones.

También en la lista de favoritos de las enseñanzas de Hong Kong está Dennis Lo (Dennis Lo Yukmin), por la identificación del ADN intrauterino libre de células en el plasma materno, que revolucionó las pruebas prenatales no invasivas.

También se mencionaron los nombres de científicos japoneses: Hiroshi Maeda y Yasuhiro Matsamura (por el efecto de mayor penetración y espesamiento de fármacos macromoleculares, que es un descubrimiento clave para el tratamiento del cáncer).

En algunos casos, era posible encontrar el nombre del químico Oleksandr Spokiy, quien nació en Moscú, pero después de que su familia se mudó a Estados Unidos, vive y trabaja en Estados Unidos. Se la llama la "estrella emergente de la química". Antes de hablar, el único premio Radian Nobel de Química fue el académico Mikola Semenov en 1956 por desarrollar la teoría de las reacciones de Lanzug. La mayoría de los que reciben esta prima son de EE.UU. En el otro lugar están los alemanes, en el tercer lugar están los británicos.

Generalmente se puede decir que el Premio de Química es “el más Nobel de los Nobel”. Incluso el hombre que dio origen a esta ciudad, Alfred Nobel, era químico y en la tabla periódica de elementos químicos se le asigna el título de Nobel de Mendelevio.

La decisión de conceder este premio es elogiada por la Real Academia Sueca de Ciencias. Desde 1901 (el holandés Jakob Hendrik van't Hoff fue la primera persona en recibir el título en el campo de la química) hasta 2015, el Premio Nobel de Química se concedió 107 veces. En las nominaciones de ciudades similares en Galusia, la física y la medicina se concedieron más a menudo a un laureado (en 63 ediciones) que a varias veces. Sin embargo, muchas mujeres fueron galardonadas en química, entre ellas Marie Curie, así como el Premio Nobel de Física y Don Irene Joliot-Curie. Una persona que les quitó el Nobel químico a dos personas, convirtiéndose en Frederic Sanger (nacido en 1958 y 1980).

El más joven en recibir el premio fue Frédéric Joliot, de 35 años, que ganó el Premio del Rock en 1935. Y John B. Fenn se convirtió en el mayor, y la ciudad Nobel "superó" 85 muertes.

El año pasado, los premios Nobel de química fueron Thomas Lindahl (Gran Bretaña) y dos estadounidenses: Paul Modrich y Aziz Sancar (de Turquía). La ciudad lo recibió por “investigaciones mecánicas de actualización del ADN”.

El Premio Nobel de Química 2016 fue concedido a los hijos Jean-Pierre Savage, Fraser Stoddart y Bernard Fehring por su trabajo en la síntesis de "máquinas moleculares", anunció la Real Academia Sueca de Ciencias, que reconoce el galardón a partir del miércoles en Estocolmo. .

A continuación se muestran las biografías de los galardonados.

© Foto AP/Catherine Schroder

© Foto AP/Catherine Schroder

En 1971 se graduó como Doctor en Filosofía en la Universidad de Estrasburgo (Francia) bajo la supervisión del reconocido químico Jean-Marie Lehn. La investigación poscáncer se llevó a cabo en la Universidad de Oxford bajo la supervisión del químico cerebral Malcolm Green.

De 1971 a 1979 fue científico especialista en el Centro Nacional de Investigaciones Científicas de Francia (Centre National de la Recherche Scientifique, CNRS).

1979-2009 – Director de Investigación Científica del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia.

De 1981 a 1984 fue profesor en la Universidad de Estrasburgo.

En 2009-2010, un profesor de la Universidad de Zúrich lo solicitó.

En 2010-2012, hubo solicitudes de un especialista científico de la Universidad Pivnichno-Zakhidny (Illinois, EE. UU.).

Desde 2009 hasta la actualidad: profesor honorario de la Universidad de Estrasburgo, director honorario del Centro Nacional de Investigaciones Científicas de Francia.

Miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de Francia desde 1990, miembro de la Academia de Ciencias de Francia desde 1997.

Jean-Pierre Savage es un pionero en el campo del bloqueo mecánico mutuo de arquitecturas moleculares.

Fraser Stoddart

La investigación de Fering ha recibido varios premios, incluida la Medalla de Oro Pino de la Asociación Química Italiana (1997), el Premio Guthikonda Memorial de la Universidad de Columbia (2003), Iya Kerbera (Körber European Sci que lleva el nombre de Arthur Cope (Arthur C. Cope Late Career Scholars Award) de la American Chemical Partnership (2015), premio japonés Yamada-Koga y premio Nagoya Gold Medal (2013) en el campo de la química orgánica y otros.

5 de junio de 2016 a Bernard Feringa (padre de Jean-Pierre Savage y Fraser Stoddart) por su trabajo en la síntesis de mecanismos moleculares que pueden crear fuerzas directas y, por tanto, actuar como máquinas de energía.

Material de preparación basado en información de RIA Noviny y vykritikh dzherel

En Estocolmo tuvo lugar una emocionante ceremonia de anuncio de los galardonados Premio Nobel de Química.

El 5 de junio de 2016 se dieron a conocer los nombres de los ganadores del Premio Nobel de Química de 2016. se volvieron franceses Jean-Pierre Souvage(Jean-Pierre Sauvage), estadounidense de ascendencia escocesa James Fraser Stoddart(Fraser Stoddart) ese holandés Bernardo Feringa(Bernard Feringa).

Fórmula de premio: “ Para el diseño y síntesis de máquinas moleculares.«.

Las máquinas moleculares son dispositivos que manipulan átomos y moléculas individuales. Los hedores pueden transferirlos de un lugar a otro, acercarlos para que se cree un enlace químico entre ellos o estirarlos para que se rompa el enlace químico. El tamaño de la máquina molecular puede ser demasiado grande. Simplemente diga que está cerca de varios nanómetros.

Entre los prometedores directamente zastosuvannya Estas máquinas se utilizan para cirugía molecular, administración selectiva de medicamentos (por ejemplo, la esquina de un tumor canceroso por donde pueden penetrar las células cancerosas) y corrección de funciones bioquímicas alteradas del cuerpo.

Cómo leer el comunicado de prensa de la Real Academia Sueca de Ciencias, la primera conferencia sobre la máquina molecular, profesor Jean-Pierre Sauvage Produjo una reacción en 1983, cuando absorbió con éxito dos moléculas en forma de anillo a la vez, formando una lanza, conocida como catenano. Las moléculas causantes están conectadas por fuertes enlaces covalentes, en los que los átomos comparten electrones, pero en cuyo caso están conectados por fuertes enlaces mecánicos. Para que la máquina pueda completar la tarea, es necesario que esté formada por piezas que puedan colapsar una por una. Los dos anillos conectados lo demuestran claramente.

Otro cocodrilo fue aplastado Fraser Stoddart 1991 roku, cuando desarrollamos rotaxano (un tipo de estructura molecular). Insertando un anillo molecular en un anillo molecular delgado y mostrando que este anillo puede colapsar a lo largo de su eje. Los rotaxanos son la base de desarrollos como la elevación molecular, la carne molecular y los chips de computadora.

A Bernardo Feringa Al convertirse en la primera humana, rompió el motor molecular. En 1999, la rotación arrancó la pala molecular del rotor, que gradualmente se envuelve en una dirección. Los motores moleculares vikoristas, habiendo envuelto el cilindro, que era 10 mil veces más grande, el motor más bajo, también construyeron un nanocoche.

Los galardonados de 2016 se repartirán entre ellos una pequeña parte del premio, que asciende a 8 millones de coronas suecas (aproximadamente 933,6 mil dólares).

Otorgo el Premio Nobel de Química 1901 Jacob Hendrik van't Hoff como muestra de reconocimiento de la gran importancia que tiene respetar las leyes de la dinámica química y la presión osmótica en las industrias. Desde entonces hasta 2015, 172 personas fueron galardonadas, incluidas 4 mujeres.
La mayoría de las veces, el Premio Nobel de Química se otorga por trabajos en este campo. bioquímica(50 veces), química Orgánica(43 veces) que química Física(38 veces).
Premio Nobel de Química 2015 llevado por el sueco Thomas Lindahl, el estadounidense Paul Modrich y el turco Aziz Sanjar “por estudios mecanicistas de reparación del ADN”, que mostraron a nivel molecular cómo las células regeneran el ADN corrupto y preservan la información genética.

El Premio Nobel de Química 2016 fue otorgado a Jean-Pierre Sauvage de la Universidad de Estrasburgo (Francia), Fraser Stoddart de la Universidad Pivnichno-Zakhidny (EE.UU.) y Bernard Feringa de la Universidad Gron de Gen (Holanda). El prestigioso premio fue otorgado "por el diseño y síntesis de máquinas moleculares": moléculas grandes o complejos moleculares que pueden producir sonidos de canciones cuando se les suministra energía sonora. El mayor desarrollo de este problema es evidente en los ricos campos de la ciencia y la medicina.

El Comité del Nobel habla regularmente de robots que, además de su valor científico, también tienen una característica adicional. Así, por ejemplo, en el descubrimiento del grafeno por Geim y Novosyolov (maravilloso Premio Nobel de Física - 2010, “Elementos”, 11/10/2010), el crimen del mismo descubrimiento para prevenir el efecto Hall cuántico a temperatura ambiente y , había detalles técnicos maravillosos: las bolas perdonaremos el grafito con cinta. Shechtman, que descubrió los cuasicristales, tenía un historial de confrontación científica con otro noble destacado, Pauling, quien afirmó que "no hay cuasicristales comunes y no hay cuasicristales".

En el campo de las máquinas moleculares, a primera vista, no existe tal cosa, salvo que uno de los galardonados, Stoddart, tiene el título de celebrante (no es el primero). Aunque es cierto que, al fin y al cabo, lo especial es importante. La síntesis de máquinas moleculares no es el único campo de la química orgánica académica, que se puede llamar ingeniería pura a nivel molecular, donde la gente duda en diseñar una molécula desde cero y no se calma, no lo niega. En la naturaleza, por supuesto, están presentes moléculas similares (las proteínas mixtas de las células orgánicas (miosina, cinesinas) o, por ejemplo, ribosomas), pero las personas aún están lejos de tal nivel de plegabilidad. Por tanto, las máquinas moleculares son fruto de la mente humana de principio a fin, sin ningún intento de heredar la naturaleza ni de explicar fenómenos naturales que se evitan.

Además, estamos hablando de moléculas en las que una parte está diseñada para colapsar de una manera controlada claramente diferente: generalmente entradas vicorísticas y externas y calor para el movimiento. Para la creación de tales moléculas, Sauvage, Stoddard y Feringa identificaron diferentes principios.

Sauvage y Stoddard trabajaron en moléculas unidas mecánicamente: catenano, dos o más anillos moleculares unidos que se envuelven uno tras otro (Fig.1), y rotaxano, moléculas de almacén en dos partes, en las que una parte (anillo) puede colapsar de lo contrario ї ( base recta)), de modo que queden grupos volumétricos (tapones) a lo largo de los bordes para que el anillo no “se deslice” (Fig. 2).

A partir de un concepto altamente desarrollado, se crearon un “ascensor molecular”, “carnes moleculares”, varias estructuras topológicas moleculares de interés teórico y un ribosoma único, creado para sintetizar completamente proteínas cortas y cortas.

El enfoque de Fering es fundamentalmente diferente e incluso más elegante (Fig. 3). En el motor molecular de Feringa, las partes de la molécula que giran una tras otra no se mantienen unidas mecánicamente, sino mediante un enlace covalente regular: un subenlace carbono-carburo. Es imposible envolver el grupo alrededor de la maleza sin una infusión externa. Esta infusión se puede irradiar con luz ultravioleta: en sentido figurado, la luz ultravioleta rompe selectivamente un ligamento en el subvino, permitiendo envolver un segundo. En este caso, en todas las posiciones, la molécula de Feringa está estructuralmente estresada y el subligamento está tenso. Al girar, la molécula sigue el soporte más pequeño, intentando encontrar la posición con menor tensión. No funciona, pero en la etapa cutánea gira y se enciende y se apaga en un lado.

En 2014 se demostró que un motor similar con modificaciones menores producía aproximadamente 12 millones de revoluciones por segundo (J. Vachon et al., 2014). El funcionamiento más bello del motor Feringa se demostró en la “nanomáquina” sobre una placa de oro (Fig. 4). Varios motores, atados al núcleo de las ruedas hasta que cada molécula se convierten en una sola unidad, y el coche avanza.

Actualmente, se está desarrollando un motor molecular que se puede activar con luz visible en lugar de UV. Con la ayuda de un motor de este tipo, será posible convertir la energía sonora en energía mecánica de una manera absolutamente sin precedentes: sin pasar por el sistema eléctrico.

El último trabajo ha sido publicado en el Journal of the American Chemical Partnership ( JACS), Fering mostró el diseño del motor, cuya velocidad puede controlarse mediante inyección de productos químicos, como se muestra en la Fig. 5. Cuando se añade una molécula efectora (dicloruro metálico: zinc Zn, paladio Pd o platino Pt) al motor molecular, la restante cambia de conformación, haciendo que la envoltura sea más ligera. Los experimentos han demostrado que a 20°C, con tres inversiones de los efectores, el motor enciende más a menudo con platino (con una frecuencia de 0,13 Hz), un poco más con paladio (0,035 Hz) y aún más con zinc (0,0 09Hz). La velocidad máxima del motor sin efector es 0,0041 Hz. Este fenómeno fue confirmado por las estructuras mecánicas cuánticas del motor con y sin efectores. Desde las aberturas se puede ver cómo cambia la conformación y cuánto se vuelve más ligero el envoltorio.

Por último, es bueno decir que los motores moleculares aún no se han estancado en la vida cotidiana, pero quizás incluso en un futuro próximo se vuelvan más activos.

Dzherela:
1) Premio Nobel de Química 2016 – notificación oficial al Comité Nobel.
2) Máquinas moleculares: informe sobre el trabajo de los galardonados, preparativos del Comité Nobel.
3) Adele Faulkner, Thomas van Leeuwen, Ben L. Feringa y Sander J. Wezenberg. Regulación integral de la fluidez rotacional en el motor molecular impulsado por luz // Revista de la Sociedad Química Estadounidense. 26 de septiembre de 2016. V. 138 (41). Pág. 13597-13603. DOI: 10.1021/jacs.6b06467.

Grigory Molev