Nobel Kimia 2001 untuk “Catalytic Asymmetric Synthesis”

Pada tahun 2001, tiga orang ilmuwan kimia mendapatkan hadiah Nobel Kimia atas jasa mereka dalam mengembangkan “Catalytic Asymmetric Synthesis”.
Dr William S. Knowles dari Perusahaan Monsato, St Louis, USA; Professor Ryoji Noyori dari Nagoya University, Japan memperoleh 1/2 dari penghargaan nobel tsb (atas hasil kerja mereka dalam mengembangkan “Chirally catalysed hydrogenation reactions”).
Sementara Professor K. Barry Sharpless dari Scripps Research Institute, California, USA mendapatkan 1/2 dari penghargaan nobel tsb (setelah menemukan “Chirally catalyzed oxidation reactions”).

Penemuan ketiga orang ilmuwan kimia tsb telah memberikan dampak yang sangat besar kepada dunia riset, akademik dan juga terhadap pengembangan obat dan material baru, serta digunakan dalam banyak industri sintesis, farmasi dan penemuan senyawa bioaktif lainnya.

Penghargaan nobel tahun 2001 diberikan terhadap perkembangan “chiral transition metal catalysts” untuk stereoselektif hidrogenasi dan oksidasi, yang merupakan dua kelas yang sangat penting dalam reaksi kimia sintesis.

Banyak dari senyawa kimia yang berhubungan dengan makhluk hidup merupakan senyawa kiral. Sebagai contohnya DNA, enzim, antibodi dan hormon.
Senyawa enantiomer dapat memiliki bioaktifitas yang sangat berbeda. Contohnya, enantiomer dari limonene (dimana keduanya terbentuk secara alami), memiliki
aroma yang berbeda.
(S)-limonene beraroma lemon, sementara senyawa bayangan cerminnya (R)-limonene beraroma jeruk.
Kita mengenali perbedaan aroma kedua senyawa tersebut, karena ternyata reseptor di indra penciuman kita juga terbentuk dari senyawa kiral yang dapat mengenali perbedaannya.

Serangga menggunakan chiral chemical messengers (feromon) sebagai sex attractants. Para ahli kimia telah menemukan bahwa salah satu dari enantiomer feromon serangga – olean – merupakan penarik bagi serangga jantan (kelas Drosophila), sementara senyawa bayangan cerminnya bekerja untuk menarik serangga betina.

Bioaktifitas sanggat sensitif terhadap kiralitas, dan aktifitas dari suatu obat juga sangat bergantung kepada enantiomer yang digunakan.
Sebagian besar obat mengandung senyawa kiral, dan dikarenakan suatu obat harus tepat mengena kepada suatu reseptor di dalam sel, maka seringkali hanya salah satu dari senyawa enantiomer yang diperlukan.
Dalam suatu kasus tertentu, salah senyawa enantiomer dapat bermanfaat dimana salah satu senyawa enantiomer lainnya dapat sangat membahayakan. Di awal tahun 1960, obat “Thalidomide” diperuntukkan untuk mengurangi rasa sakit (yang muncul di pagi hari) pada wanita hamil. Tetapi secara tragis, obat tersebut juga menyebabkan pembentukan tangan/kaki dari bayi yang dikandung tsb menjadi tidak normal (deformities). Dari hal tsb diketahui bahwa satu enantiomer dari thalodomide dapat menguntungkan, sementara enantiomer yang lainnya dapat menyebabkan “birth defects”.

Perusahaan farmasi hingga saat ini masih harus memastikan apakah kedua enantiomer dari suatu obat sudah menjalani tes untuk bioaktifitas dan toksisitas sebelum dipasarkan. Sehingga pada akhirnya banyak permintaan untuk memperoleh enantiomer murni (pure enantiomer).

Satu hal yang menjadi kekhawatiran dari sektor Industri adalah mengenai pemisahan dan pembuangan senyawa kiral yang tidak dibutuhkan, dan juga mengenai inefisiensi serta biaya yang diperlukan dalam melakukan proses kimia tersebut. Sehingga pada akhirnya diperlukanlah metode yang efisien untuk melakukan asymmetric synthesis.

Dalam suatu “catalytic asymmetric reaction”, suatu katalis kiral digunakan untuk memproduksi senyawa optik aktif (optically active compound) secara besar dari
suatu prekursor kiral ataupun akiral. Para ahli organik sintesis telah mengembangkan sejumlah metode asymmetric synthesis yang dapat mengkonversi pro-kiral substrat menjadi produk kiral dengan enantioselektivitas yang sangat tinggi.
Perkembangan dalam bidang ini telah memberikan dampak yang sangat luar biasa terhadap dunia akademik dan industri organik sintesis. Suatu molekul katalis
kiral dapat mengarahkan stereoselektivitas dari jutaan produk molekul kiral. Reaksi seperti itu sangatlah efektif dan efisien.
Peneliti dari bidang inilah yang pada tahun 2001 diberi penghargaan Nobel Kimia.

Pada tahun 2001, Penghargaan Novel Kima telah menunjukkan bahwa langkah dari basic research kepada aplikasi industri dapat dilakukan secara cepat.
Hingga saat ini, grup riset dari seluruh dunia sibuk untuk mengembangkan “catalytic asymmetric syntheses” lainnya yang telah diinspirasikan oleh para peraih Nobel tahun 2001 tsb. Perkembangan yag diperoleh telah memberikan metode2 penting bagi riset akademik, tidak hanya dalam dunia kimia, tetapi juga dalam material sains, biologi dan kedokteran. Pekerjaan mereka telah memberikan akses kepada molekul2 baru yang diperlukan untuk meneliti fenomena dalam dunia molekular yang belum dapat terjelaskan hingga saat ini.