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Benjamin List und David MacMillan

Chemie-Nobelpreis für „geniales Werkzeug“

  • Pamela Dörhöfer
    VonPamela Dörhöfer
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Der gebürtige Frankfurter Benjamin List und der US-Amerikaner David MacMillan erhalten den Chemie-Nobelpreis für die Entwicklung neuartiger organischer Katalysatoren

Stockholm – Der gebürtige Frankfurter Benjamin List, Direktor des Max-Planck-Instituts für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr, und der US-Amerikaner David MacMillan teilen sich in diesem Jahr den Nobelpreis für Chemie. Das gab die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften am Mittwoch (06.10.2021) in Stockholm bekannt. Die beiden Chemiker erhalten die Auszeichnung „für die Entwicklung der asymmetrischen Organokatalyse“, die chemische Reaktionen beschleunigt.

Die Preisträger, heißt es in der Begründung des Nobelkomitees, hätten damit ein „geniales Werkzeug zum Bau von Molekülen“ geschaffen. Dieses habe großen Einfluss auf die pharmazeutische Forschung und die Herstellung von Medikamenten genommen und „die Chemie grüner gemacht“. List und MacMillan teilen sich den mit 980.000 Euro dotierten Preis je zur Hälfte.

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Chemie-Nobelpreis 2021: Das ist Gewinner Benjamin List

Benjamin List wurde 1968 in Frankfurt geboren. Er studierte Chemie an der Freien Universität Berlin und promovierte an der Frankfurter Goethe-Universität. Anschließend war er am Scripps Research Institute in La Jolla, Kalifornien, tätig, bevor er 2003 ans Max-Planck-Institut für Kohlenforschung wechselte, dessen Direktor er seit 2005 ist. List gehört außerdem der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina an.

Das Modell eines Proline Moleküls, an dem Benjamin List gearbeitet hat, steht in einer Vitrine vor einer Pressekonferenz im Max-Planck-Institut (MPI) für Kohlenforschung. Der Nobelpreis für Chemie geht 2021 an den Deutschen Benjamin List und den in Schottland geborenen US-Forscher MacMillan.

Der Anruf aus Stockholm habe ihn während eines Urlaubs in Amsterdam beim Frühstück mit seiner Ehefrau erreicht, berichtet die Nachrichtenagentur dpa. „Ich dachte, jemand macht einen Witz mit mir“, wird Benjamin List zitiert: „Es ist schwierig, zu beschreiben, was man in diesem Moment fühlt. Aber das war ein besonderer Moment, den ich niemals vergessen werde.“

Benjamin List ist Direktor des Max-Planck-Instituts für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr.

Nobelpreis für Chemie 2021: Das ist David MacMillan

David MacMillan, ebenfalls Jahrgang 1968, stammt aus dem schottischen Bellshill und studierte an der University of Glasgow. Seit 2006 ist er an der US-amerikanischen Princeton University tätig und dort heute Direktor des Merck Center for Catalysis.

David MacMillan, geboren in Schottland, forscht an der Princeton University.

„Die Entwicklung der asymmetrischen Organokatalyse“ – das klingt zunächst abstrakt und ziemlich fachspezifisch. Doch die Bedeutung dieses Verfahrens für verschiedene Lebensbereiche ist enorm. Viele Forschungsbereiche und Industrien sind darauf angewiesen, dass Chemikerinnen und Chemiker Moleküle konstruieren, „die elastische und langlebige Materialien bilden, Energie in Batterien speichern oder das Fortschreiten von Krankheiten hemmen können“, erklärt das Nobelkomitee.

Forschung: Katalysatoren für den Bau von Molekülen nötig

Um Moleküle überhaupt bauen zu können, benötigt man Katalysatoren – Substanzen, die chemische Reaktionen steuern und beschleunigen, ohne Teil des dabei entstehenden Produkts zu werden. Ein populäres Beispiel für Katalysatoren bieten Fahrzeuge. Die ersten Autos mit Katalysatoren wurden in Deutschland Mitte der 1980er Jahre zugelassen, seit 1993 sind sie in der Europäischen Union in Neuwagen Pflicht. Durch die Einführung von Katalysatoren konnten die Schadstoff-Emissionen erheblich reduziert werden, denn sie wandeln giftige Substanzen in Abgasen in ungiftige um.

Auch in unserem Körper sind zahlreiche Katalysatoren aktiv: die Enzyme. Sie erfüllen etwa beim Stoffwechsel oder der Verdauung wichtige Funktionen, sie spalten Moleküle und stellen dem Organismus dadurch lebenswichtige Stoffe zur Verfügung. Auch beim Backen oder beim Herstellen von Käse – und vielen anderen Prozessen – sind Biokatalysatoren in Gestalt von Enzymen unverzichtbar.

Lange ging man in der Wissenschaft davon aus, dass es neben Enzymen nur noch eine weitere Art von Katalysatoren gibt, nämlich anorganische Metallverbindungen. Diese sind aber nicht nur teuer, sondern oft auch wenig förderlich für die Gesundheit und schädlich für die Umwelt. Auch lassen sich beide Arten von Katalysatoren, sowohl Enzyme als auch Metalle, nicht für alle möglichen Zwecke einsetzen.

Chemie-Nobelpreis: Asymmetrische Organokatalyse „so einfach wie genial“

Benjamin List und David MacMillan suchten deshalb nach anderem Möglichkeiten und entwickelten im Jahr 2000 unabhängig voneinander eine dritte Art der Katalyse. Sie baut auf kleinen organischen Molekülen auf und wird als asymmetrische Organokatalyse bezeichnet. Auch wenn der Begriff sperrig klingt, so stellt Johan Åqvist, Vorsitzender des Nobelkomitees für Chemie, doch fest: „Dieses Konzept für die Katalyse ist so einfach wie genial, und Tatsache ist, dass sich viele Menschen gefragt haben, warum wir nicht früher daran gedacht haben.“

Organische Katalysatoren bestehen aus einem stabilen Gerüst aus Kohlenstoffatomen, an das sich aktivere chemische Gruppen anlagern können, die oft gemeinsame Elemente wie Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel oder Phosphor enthalten. „Das bedeutet, dass diese Katalysatoren sowohl umweltfreundlich als auch kostengünstig in der Herstellung sind“, erklärt das Nobelkomitee.

Die Organokatalyse habe sich seit 2000 „mit erstaunlicher Geschwindigkeit entwickelt“, schreibt das Nobelkomitee. „Benjamin List und David MacMillan sind nach wie vor führend auf diesem Gebiet und haben gezeigt, dass organische Katalysatoren verwendet werden können, um eine Vielzahl chemischer Reaktionen anzutreiben.“ Auf diese Weise ließe sich nun „alles effizienter konstruieren – von neuen Pharmazeutika bis hin zu Molekülen, die Licht in Solarzellen einfangen können.“ Somit bescherten Organokatalysatoren „der Menschheit den größten Nutzen“. (Pamela Dörhöfer)

Rubriklistenbild: © Federico Gambarini

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