נובל בכימיה: על מה הם זכו?
הוועדה שבחרה את הזוכים בפרס נובל בכימיה לשנת 2005 נימקה את בחירתה ואמרה כי הפרס ניתן "על פיתוחה של שיטת המטאתזה בכימיה אורגנית". מה בדיוק זה אומר?
בשנה שעברה חגגנו את פרס הנובל בכימיה עם שני המדענים הישראלים אברהם הרשקו ואהרן צ'חנובר שגילו מנגנון ביו-כימי לפירוק חלבונים בגוף. הזוכים, שאינם כימאים אלא רופאים הודו שקיבלו את הפרס דווקא בכימיה ולא ברפואה. בשנה שלפני כן (2003) זכו בפרס בכימיה שני פיזיקאים דווקא... אין בכך להפתיע בעולם שבו המדע הופך יותר ויותר בין-תחומי. אבל השנה הזוכים הם כימאים והתגלית שלהם היא "על טהרת" הכימיה, או ליתר דיוק הכימיה האורגנית.
כימיה אורגנית היא אחד התחומים הוותיקים והחשובים בכימיה. שיטות הכנת החומרים בכימיה אורגנית מאפשרות לכימאים לבנות תרופות חדשות, להכין במעבדה תרכובות טבעיות ולברוא שלל מולקולות חדשות. ההתפתחות הגדולה ביותר של הכימיה האורגנית נבעה מגילוי מאגרים עצומים של חומרי גלם אורגניים באדמה - הנפט. תעשיית הנפט התפתחה במהירות לתעשייה המייצרת אין ספור מוצרים: פלסטיק, צבעים, חומרי ניקוי ותרופות. בתעשייה הפטרו-כימית הזאת נולדה התגלית המקורית שהביאה בסופו של דבר לפרס הנובל של השנה.
לא בכל יום מתגלית שיטה חדשה להכנת חומרים בכימיה אורגנית, ובוודאי שלא שיטה רבת חשיבות כפי שגילו שלושת חתני הפרס השנה: איב שובין (Yves Chauvin) מהמכון הצרפתי לנפט, רוברט גרובס (Robert Grubbs) מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה (קלטק) וריצ'רד שרוק (Richard Schrock) מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT).
השיטה מתבססת על תגובה הקרויה מטאתזה (metathesis) שהתגלתה במקרה בתעשיית הנפט כבר בשנות ה-50, אך חשיבותה לא זוהתה והיא נחשבה לקוריוז. משמעות המילה מטאתזה היא "החלפת מקומות" וועדת נובל המשילה אותה לריקוד זוגות שבו מחליפים הרוקדים את בני זוגם. "הזוגות" במקרה זה הם חומרים המכילים קשר כפול בין שני אטומי פחמן (אלקֵנים). בתגובה מגיבים שני קשרים כפולים זה עם זה, נפתחים ונקשרים מחדש תוך כדי החלפת המתמירים (הקבוצות הקשורות לאטומי הקשר הכפול).
לחצו כאן לצפייה ב"ריקוד המולקולות"
איב שובין הסביר בשנות ה-70 כיצד התגובה מתרחשת בפרטי פרטים והראה אילו תרכובות מתכתיות מזרזות אותה ומאפשרים את קיומה. ריצ'רד שרוק היה הראשון שהצליח בשנות ה-90 למצוא תרכובת מתכתית שיכולה לשמש כזרז (קטליזטור) יעיל. שנתיים אחר כך פיתח רוברט גרובס זרז יעיל עוד יותר שיכול לפעול גם בנוכחות אוויר (שפגע בזרזים הקודמים). התגלית הזאת פתחה לפני השיטה יישומים נרחבים.
כיום משמשת המטאתזה שיטה מרכזית בהכנת חומרים אורגניים, במיוחד בתעשיית התרופות והפלסטיקה. השיטות שפתחו חתני הפרס הן מהפכה אמיתית בתחום מפני שהן מאפשרות ייצור יעיל יותר של חומרים (פחות שלבי הכנה, פחות חומרי גלם ופחות פסולת), פשוט יותר (באוויר, בטמפרטורות ובלחצים רגילים) וידידותי יותר לסביבה (ממסים לא מסוכנים ופסולת פחות רעילה).
הכתבה באדיבות חמד"ע - המרכז לחינוך מדעי בתל-אביב.
