Ryōji Noyori: Moleküllere sağlarını ve sollarını ayırt etmeyi öğreten kimyager

On iki yaşındayken, savaş sonrası Kobe'deki bir halk konferans salonunda Ryōji Noyori, bir bilim insanının naylonun neredeyse yoktan nasıl yapıldığını açıklamasını izledi ve bu cümle hayatının geri kalanında onunla kaldı: Kimyanın "neredeyse yoktan önemli şeyler yaratabileceğini" fark etti. Dört on yıl sonra, çok daha incelikli bir yaratım türüne yetenekli bir molekül inşa etmişti; bir kimyasal reaksiyona bir molekülün iki ayna görüntüsü versiyonundan hangisinin inşa edileceğini söyleyebilen bir molekül. Bu, gözle görülmeyen ancak bir ilacın insan vücudundaki davranışı için kritik olan bir ayrımdı. O molekül ve mümkün kıldığı kimya, ona 2001 Nobel Ödülü'nün bir payını kazandırdı.

Dergilerle dolu bir ev

Noyori, 3 Eylül 1938'de Japonya'nın Kobe banliyösünde, kendi ifadesiyle evi bilimsel dergiler ve ürün örnekleriyle dolu olan bir kimya şirketinin araştırma direktörünün oğlu olarak dünyaya geldi. Nada Ortaokulu ve Lisesi'ne gitti, judo yaparken bilim ve matematikte mükemmelleşti ve 1957'de Kyoto Üniversitesi'ne girdi. Başlangıçta, aile dostu ve fizik Nobel ödüllü Hideki Yukawa'nın etkisiyle fiziğe yönelmişti, ancak naylon dersi ve polimer kimyasına, ardından organik kimyaya olan artan ilgisi onu kariyerini tanımlayacak disipline çekti. Keiiti Sisido ve daha sonra Hitoshi Nozaki'nin yanında çalıştı, 1961'de lisans derecesini ve 1967'de Kyoto'dan mühendislik doktorasını aldı. Kimyager Elias J. Corey'nin yanında Harvard'daki doktora sonrası dönemi, Japonya'ya dönmeden önce eğitimini tamamladı.

Yirmi dokuz yaşında beklenmedik bir atama

1968'de, yirmi dokuz yaşındayken Noyori, daha sonra beklenmedik bir görev olarak tanımladığı şeyi kabul etti: Nagoya Üniversitesi'nde yeni kurulan bir organik kimya laboratuvarında doçentlik. 1972'de profesörlüğe terfi etti ve aktif araştırma kariyerinin geri kalanında Nagoya'da kalarak, orayı organometalik kimya ve asimetrik kataliz için dünyanın önde gelen merkezlerinden biri haline getirdi; bu, reaksiyonları her ikisinin de kullanılamaz bir karışımı yerine bir molekülün belirli bir üç boyutlu şekline yönlendirmekle ilgilenen kimya dalıdır.

BINAP ve kiralite sorunu

Noyori'nin çözmek için on yıllarını harcadığı sorun tıp alanında son derece önemlidir: çoğu ilaç dahil birçok molekül, kimyasal olarak neredeyse her bakımdan aynı olan ancak canlı bir vücut içinde tamamen farklı davranabilen, enantiyomer adı verilen iki ayna görüntüsü formunda bulunur; bir bileşiğin bir formu terapötik olabilirken, ayna ikizi etkisiz veya hatta zararlı olabilir. Sıradan kimyasal sentez, her iki formun da kabaca eşit bir karışımını üretme eğilimindedir ve bunların daha sonra zahmetli bir şekilde ayrılması gerekir. Noyori'nin 1986'da elde ettiği atılım, BINAP adlı bir molekül etrafında inşa edilmiş, rutenyum metal kompleksleriyle eşleştirilmiş ve bir hidrojenasyon reaksiyonunu diğerinden ziyade ezici bir çoğunlukla bir enantiyomeri inşa etmeye zorlayabilen kiral bir katalizördü. Uygulamalar hemen ticari hale geldi: Rutenyum-BINAP katalizörleri, yaygın bir anti-inflamatuar ilaç olan naproksenin istenen formda yüzde 97 saflıkla üretilmesini sağladı ve alilik amin izomerizasyon yöntemi, Takasago International'ın yıllık yaklaşık 3.000 ton mentolü yüzde 94 enantiyomerik saflıkla endüstriyel üretimi için temel oluşturdu. Aynı kimya, levofloksasin gibi antibiyotiklere ve vitaminlerin, amino asitlerin ve prostaglandinlerin sentezine kadar genişledi.

Nobel ve tanıdığı şey

2001 yılında, İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi, kiral kataliz üzerinde çalışan üç bilim insanına Nobel Kimya Ödülü'nü ortaklaşa verdi: Noyori, kiral olarak katalize edilmiş hidrojenasyon reaksiyonları üzerindeki çalışmaları için ödülün yarısını Amerikalı kimyager William S. Knowles ile paylaştı, K. Barry Sharpless ise kiral olarak katalize edilmiş oksidasyon reaksiyonları için diğer yarısını aldı. Birlikte çalışmaları, asimetrik kataliz alanını endüstriyel bir disiplin olarak kurdu ve üreticilerin her iki formu da yapıp yarısını atmak yerine bir ilacın doğru, güvenli formunu doğrudan inşa etmelerini sağladı.

Laboratuvardan kuruma

Noyori'nin kariyeri laboratuvar tezgahında durmadı. 2003'ten 2015'e kadar, Japonya'nın en büyük ve en prestijli bilimsel araştırma enstitüleri ağı olan RIKEN'in başkanı olarak görev yaptı, yaklaşık 800 milyon dolarlık yıllık bütçeyi denetledi ve Japon temel biliminin yönünü ulusal ölçekte yönetti. Ayrıca Japonya Eğitim Yeniden İnşa Konseyi'ne başkanlık etti, "araştırmanın araştırmacıların kendisi için değil, uluslar ve insanlık için olduğunu" kamuoyuna savundu ve bilim insanlarını sürdürülebilir kalkınma konusunda kamuoyu ve hükümet politikasıyla doğrudan etkileşime girmeye zorladı. Yol boyunca, Kimya dalında Wolf Ödülü (2001), Arthur C. Cope Ödülü (1997), Lomonosov Altın Madalyası (2009) ve Royal Society'de yabancı üyelik (2005) dahil olmak üzere uzun bir onur listesi topladı ve Avrupa ve Asya'daki kurumlardan fahri doktora aldı.

Ryōji neden dahi olarak adlandırılıyor

Buradaki deha argümanı kesin ve kimyasaldır: Noyori, alanı on yıllardır hayal kırıklığına uğratan bir sorunu çözdü; birbirinin ayna görüntüsü olan iki molekülü (kimyasal olarak neredeyse aynı, ancak biyolojik olarak dünyalar kadar farklı) ayırt edebilecek kadar ince ve bunu sadece tek bir hassas laboratuvar gösterisinde değil, endüstriyel ölçekte güvenilir bir şekilde yapabilecek kadar sağlam bir katalizör tasarladı. Zarif moleküler tasarımın sağlam ticari kullanışlılıkla birleştiği bu kombinasyon alışılmadık bir durumdur; kimyadaki birçok ödüllü keşif akademik makalelerle sınırlı kalırken, Noyori'nin katalizörleri bugün tonlarca gerçek ilaç ve tüketici ürünü üretmek için kullanılıyor. Ancak Nobel komitesinin ödülü üç şekilde bölme kararı, kendi başına dürüst bir niteleyicidir: Noyori'nin içgörüsü izole bir şekilde değil, Knowles ve Sharpless tarafından paralel olarak sürdürülen daha geniş bir asimetrik kataliz araştırması dalgasının bir parçası olarak ortaya çıktı; her biri aynı temel sorunun ilgili bir parçasını farklı bir açıdan ele aldı. O halde dehası, tek ve izole bir özgünlük parlamasından ziyade, uygulamalı kimyasal sezgi ve mühendislik azminin üstün bir örneği olarak en iyi şekilde anlaşılır; bir moleküler fikrin (BINAP), tüm bir endüstrinin güvenebileceği bir araca sabırlı, yinelemeli bir şekilde rafine edilmesi.

Miras

Noyori'nin BINAP katalizörleri dünya çapında farmasötik ve ince kimyasal üretiminde iş gücü olmaya devam ediyor ve RIKEN'in başındaki görev süresi, etkisini laboratuvar tezgahından Japon bilim politikasının mimarisine kadar genişletti; tek bir moleküler keşfin ve mucidinin kendi imajında şekillenen ulusal bir kurumun nadir bir çifte mirası.