Stockholm:Chemie-Nobelpreis für deutschen Katalyse-Forscher

Chemie Nobelpreis 2021

Benjamin List und David MacMillan

(Foto: Ill. Niklas Elmehed © Nobel Prize Outreach)

Benjamin List und David MacMillan teilen sich den diesjährigen Nobelpreis für Chemie. Dank ihnen lassen sich Stoffe wie Arzneimittel heute umweltfreundlich und maßgeschneidert fertigen.

Der Nobelpreis für Chemie geht in diesem Jahr an Benjamin List (Deutschland) und den gebürtigen Briten David MacMillan für die Entwicklung der asymmetrischen organischen Katalyse. Die Entscheidung gab das Nobel-Komitee am Mittwoch bekannt. Der Preis ist mit zehn Millionen schwedischen Kronen dotiert, rund 980 000 Euro.

Die beiden Preisträger haben Werkzeuge entwickelt, mit denen sich neuartige Moleküle sehr einfach und präzise konstruieren lassen. Die sogenannte Organokatalyse orientiert sich an Prozessen in der Natur. Die Methode habe die Produktion umweltfreundlicher gemacht und sei für die Entwicklung von Medikamenten bedeutsam, teilte die Jury mit.

Benjamin List wurde 1968 in Frankfurt geboren, er ist Direktor am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr. David MacMillan wurde ebenfalls 1968 im schottischen Bellshill geboren, er ist heute Professor an der Princeton University in New Jersey.

Chemie-Nobelpreis - Benjamin List

Benjamin List, Direktor des Max-Planck-Instituts für Kohlenforschung

(Foto: Frank Vinken/Max-Planck-Gesellschaft/dpa)

Katalysatoren ermöglichen viele chemische Reaktionen überhaupt erst. Nur in Gegenwart solcher molekularen Reaktionshelfer fügen sich manche chemische Komponenten zu neuen Substanzen zusammen. List und MacMillan entwickelten unabhängig voneinander eine neue Gruppe von Katalysatoren, die heute in der chemischen Industrie breit zum Einsatz kommen.

"So einfach wie genial"

Bis dahin konnten lediglich Metalle als Reaktionsbeschleuniger eingesetzt werden oder natürliche Enzyme. Letzteres sind biologische Reaktionsbeschleuniger, die in jedem Organismus die zentralen Lebensvorgänge antreiben. List und MacMillan kamen rund um die Jahrtausendwende unabhängig voneinander auf die Idee, organische Moleküle als Katalysatoren zu benutzen. Damit war eine dritte Katalysator-Klasse gefunden.

Organische Moleküle enthalten nahezu immer das Element Kohlenstoff sowie ein paar weitere chemische Elemente. Praktisch alle Naturstoffe, Zucker, Proteine, Fette, Pflanzenfasern, Farbstoffe und die Erbsubstanz DNA zählen zu den organischen Verbindungen. Das neue Katalysator-Konzept sei "so einfach wie genial", sagt Johan Åqvist, Vorsitzender der Nobel-Komitees für Chemie. Viele Expertinnen und Experten hätten sich bereits seit Jahren gewundert, warum diese Entdeckung nicht längst ausgezeichnet wurde.

Stockholm: David MacMillan forscht an der Princeton University.

David MacMillan forscht an der Princeton University.

(Foto: John Minchillo/AP)

Mit den grundlegenden Arbeiten der beiden Laureaten entstand mit der asymmetrischen organischen Katalyse ein neues Forschungsgebiet, das praktisch die Natur nachahmt. In symmetrischen chemischen Reaktionen, ohne die Beteiligung von organischen Katalysatoren oder Enzymen, entsteht oft eine Mischung aus Molekülen, die sich zueinander verhalten wie Spiegelbilder oder die beiden Hände des Menschen. Auch chemische Verbindungen werden daher als links- oder rechtshändig bezeichnet, je nach Aufbau. In der Natur hat in der Regel aber nur eine der beiden Formen eine Funktion, die andere ist nutzlos, wenn nicht sogar schädlich. Die verheerende Wirkung des Arzneimittels Contergan auf ungeborene Kinder im Mutterleib beruhte darauf, dass beide chemischen Formen des Wirkstoffmoleküls im Präparat enthalten waren. In der asymmetrischen Synthese entsteht hingegen nur die gewünschte Form.

Dank der Organokatalyse lassen sich Arzneistoffe wie Oseltamivir, das zum Beispiel gegen Influenzaviren eingesetzt wird, in großen Mengen vergleichsweise günstig herstellen. Praktisch die gesamte pharmazeutische Industrie nutzt heute die Organokatalyse auf die eine oder andere Weise. Auch viele andere Feinchemikalien werden heute auf diese Weise hergestellt.

Im vergangenen Jahr hatten Jennifer Doudna und Emmanuelle Charpentier den Preis erhalten, für die Entwicklung der Gen-Schere Crispr-Cas9. Seit der ersten Nobelpreis-Ehrung vor 120 Jahren wurden insgesamt 178 Männer und sieben Frauen mit dem Chemie-Nobelpreis ausgezeichnet. 63 Mal wurde der Chemie-Nobelpreis an nur eine Person vergeben, zuletzt im Jahr 2011. Der Biochemiker Frederick Sanger wurde zweimal ausgezeichnet.

Am Montag wurden die Nobelpreisträger für Physiologie oder Medizin verkündet. Die US-Sinnesforscher David Julius und Ardem Patapoutian werden für ihre Arbeiten zum Tastsinn und Temperaturempfinden geehrt. Die Entwickler der Covid-Impfstoffe gingen hingegen leer aus. Am Dienstag folgte der Nobelpreis für Physik, für Syukuro Manabe (Japan/USA), Klaus Hasselmann (Deutschland) und Giorgio Parisi (Italien).

Verliehen werden die Nobelmedaillen und Diplome am 10. Dezember, dem Todestag von Preisstifter Alfred Nobel. Am Donnerstag folgt die Bekanntgabe des Literaturnobelpreisträgers, am Freitag ist dann in Oslo der Friedensnobelpreis dran, am kommenden Montag wiederum in Stockholm der Preis für Wirtschaftswissenschaften, der als einziger nicht auf Nobels Testament zurückgeht.

© SZ/dpa/hach/cvei
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