Giải Nobel Hóa học năm nay, theo công bố ngày 6/10/2010 của Viện hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển, được trao cho ba nhà khoa học: Richard F. Heck, 79 tuổi, Giáo sư danh dự Đại họcDelaware (Mỹ), Ei-ichi Negishi, 75 tuổi, Giáo sư Đại học Purdue (Mỹ) và Akira Suzuki, 80 tuổi, Giáo sư danh dự Đại học Hokkaido (Nhật Bản) nhờ những công trình nghiên cứu về việc tạo liên kết C-C trong các phản ứng tổng hợp hữu cơ sử dụng xúc tác Palladium.
Theo Ủy ban trao giải, các nghiên cứu của họ đã tạo ra “những phương pháp hiệu quả hơn để tạo liên kết giữa các nguyên tử các-bon nhằm tổng hợp các phân tử hữu cơ phức tạp ứng dụng trong việc cải thiện cuộc sống hàng ngày”.

Với thực tế đa số những hợp chất trong tự nhiên đều là hợp chất hữu cơ, đặc biệt là những hợp chất liên quan đến sự sống, với chuỗi liên kết C-C đóng vai trò quyết định, những nghiên cứu của họ, tập trung vào việc tạo các liên kết C-C mới, có tầm ảnh hưởng quan trọng không chỉ trong học thuật mà còn ở mọi mặt của cuộc sống hàng ngày.

Sơ lược tiểu sử
GS. Richard F. Heck sinh ra ở Springfield, Mỹ, năm 1931. Ông tốt nghiệp cử nhân năm 1952 và tiến sĩ năm 1954, cả hai đều tại trường Đại học California ở Los Angeles. Sau một thời gian làm nghiên cứu hậu tiến sĩ ở Thụy Sĩ và làm việc cho công ty Hercules ở Wilmington, năm 1957, ông chuyển về khoa Hóa Đại học Delaware và giảng dạy ở đó cho đến khi về hưu.

GS. Ei-ichi Negishi sinh năm 1935 tại Trung Quốc, lớn lên ở Nhật Bản và tốt nghiệp cử nhân trường Đại học Tokyo năm 1958. Sau 2 năm làm việc cho công ty hóa chất Teijin, năm 1960 ông nhận được học bổng toàn phần Fulbright- Smith-Mund để đến Đại học Pennsylvania làm nghiên cứu sinh và nhận bằng tiến sĩ tại đây năm 1963. Sau khi trở lại công ty Teijin làm việc một thời gian, ông quyết định đi theo con đường học thuật và gia nhập phòng thí nghiệm của GS. H. C. Brown tại Đại học Purdue với vai trò trợ lý nghiên cứu năm 1966. Năm 1972, ông đến giảng dạy tại Đại học Syracuse. Năm 1976, ông trở lại khoa Hóa Đại học Purdue với vai trò Giáo sư thực thụ và làm việc ở đây từ đó đến nay.

GS. Akira Suzuki sinh năm 1930 ở Hokkaid, Nhật Bản. Sauk hi tốt nghiệp tiến sĩ tại Đại học Hokkaido năm 1959, ông ở lại giảng dạy tại Bộ môn Công nghệ Hóa học năm 1961 và sau đó là Bộ môn Hóa học ứng dụng năm 1973. Ông làm việc tại đây cho đến khi nghỉ hưu năm 1994. Sau đó, ông trở thành giáo sư danh dự của trường này, đồng thời tham gia giảng dạy ở Đại học khoa học Okayama và Đại học Khoa học và Nghệ thuật Kurashiki.

Điều thú vị là sau khi tốt nghiệp tiến sĩ, năm 1963 ông cũng gia nhập phòng thí nghiệm của GS. GS.H. C. Brown tại đại học Purdue. Như thế, ông và GS.Ei-ichi Negishi có thể coi là đồng môn với nhau. Tuy nhiên, do gia nhập phòng thí nghiệm của GS. H. C. Brown vào hai thời điểm khác nhau nên tuy cùng hướng nghiên cứu, nhưng Ei-ichi Negishi và Akira Suzuki tiến hành những nghiên cứu mà sau này mang lại giải thưởng Nobel danh giá khá độc lập với nhau. Nhưng cả hai cùng làm việc với chịu ảnh hưởng của GS. H. C. Brown, người nhận giải Nobel Hóa học năm 1979. Điều này thêm một lần nữa khẳng định, những thành tựu khoa học đỉnh cao không thể ngày một ngày hai đi tắt đón đầu mà có được, mà là một quá trình bồi đắp lâu dài trong môi trường học thuật truyền thống, xuất sắc.

Có lẽ cũng nên nói thêm một điều thú vị nữa là khi được Ủy ban trao giải gọi điện thông báo, GS. Heck đang ở Philipines và cảm thấy “sốc” vì được giải, còn GS. Suzuki thì không nghĩ là mình sẽ được giải. Điều đó cho thấy trong khoa học, giải thưởng không phải là điều quan trọng, mà bản thân hoạt động nghiên cứu mới là thứ đáng quan tâm.

Nghệ thuật trong ống nghiệm
Thành tích nghiên cứu của họ không chỉ được ghi nhận bởi số lượng công trình khoa học lớn, như:GS Heck có 120 bài báo khoa học tính theo thống kê của Web of Science (con số thực tế sẽ lớn hơn), GS. Suzuki có 341 bài báo khoa học (tính đến tháng 4/2008), GS. Ei-ichi Negishi có 375 bài báo và khoảng 30 bài tiểu luận khoa học (tính đến tháng 6/2007), mà còn ở những đóng góp mang tính đột phá mang tên mình như phản ứng Heck, Phản ứng Negishi, phản ứng Suzuki. Theo thông báo của Khoa Hóa Đại học Delaware, đến nay đã có hơn 5600 bài báo khoa học được công bố có liên quan đến phản ứng Heck. Còn GS Ei-ichi Negishi có 17.017 lượt trích dẫn, với hệ số H là 64 (6/2007), đồng thời có hơn 5800 bài báo khoa học đã được công bố có liên quan đến phản ứngNegishi.

Theo thời gian, những công trình nghiên cứu của họ đã trở thành kinh điển đối với cộng đồng Hóa học xúc tác, Tổng hợp hữu cơ, Hóa học các hợp chất cơ kim…Ví dụ: Phản ứng Heck đã được sử dụng để tổng hợp ra vô số các hợp chất hữu cơ khác nhau, trong đó có nhiều hợp chất là nguyên liệu cho ngành công nghiệp dược phẩm. Một biến thể của phản ứng Heck – phản ứng Sonogashira – đóng vai trò quyết định trong việc tổng hợp các chất nhuộm huỳnh quang sử dụng trong các ứng dụng nghiên cứu về nhân bản DNA. Còn GS. Ei-ichi Negishi đã có những đóng góp có ảnh hưởng lớn trong lĩnh vực Tổng hợp hữu cơ, chẳng hạn các phản ứng tạo liên kết C-C sử dụng xúc tác Pd hoặc Ni cho các hợp chất cơ kim chứa Zn, Al và Zr và hàng loạt các phản ứng điển hình khác.

Những nghiên cứu về tổng hợp hữu cơ sử dụng xúc tác Palladium của ba nhà khoa học nói trên được Ủy ban trao giải ví như “nghệ thuật trong ống nghiệm” với ngụ ý: việc sử dụng xúc tác Palladium đã cho phép tạo ra những liên kết C-C mới, hình thành những hợp chất hữu cơ mới với hiệu suất và độ chọn lọc cao, do đó có ý nghĩa lớn không chỉ trong cả khoa học cơ bản mà còn cả trong các ngành công nghiệp.

Bí quyết của “nghệ thuật” này nằm ở chỗ, bằng cách sử dụng Palladium làm chất xúc tác, các nguyên tử cac-bon, thông qua một cơ chế phức tạp, sẽ phản ứng với nhau dễ dàng hơn, trong những điều kiện mềm hơn để tạo liên kết C-C mới, hình thành những hợp chất mới với độ chọn lọc và hiệu suất cao hơn, trong điều kiện phản ứng mềm hơn, so với các phương pháp tổng hợp trước đó.

Những nghiên cứu của họ đã tạo ra những công cụ hữu hiệu trong việc tổng hợp các hợp chất hữu cơ có khối lượng phân tử lớn, cấu trúc phức tạp, ví dụ các hợp chất thiên nhiên, các hợp chất sử dụng làm nguyên liệu trong công nghiệp hóa chất, dược phẩm, chất dẻo, hóa dầu, v.v. Ví dụ: Khoảng 25% lượng nguyên liệu của ngành công nghiệp dược phẩm ngày nay được tổng hợp nhờ những phản ứng của các nhà khoa học này.

Những điều này cho thấy giá trị và ảnh hưởng to lớn của những công trình nghiên cứu của ba nhà khoa học nhận giải Nobel hóa học năm nay đối với sự phát triển của khoa học và công nghiệp. Trước khi nhận được giải Nobel, mỗi người đã nhận được nhiều giải thưởng danh giá cho thành tích khoa học xuất sắc của mình. Giải Nobel vì thế đến với họ là một phần thưởng tất yếu và hoàn toàn xứng đáng, dù rằng khi thời điểm trao giải diễn ra, họ đã “sốc” và “không ngờ tới”.

Giáp Văn Dương