הקשר האמידי

קשרים אמידיים הם מהנפוצים והחשובים במערכות כימיות וביולוגיות: זהו ה"דבק" שמחבר את חומצות האמינו, וכך מאפשר את קיומם של חלבונים וקובע את המבנה שלהם. קשרים אמידיים אחראים גם לקישור אבני הבניין של חומרים סינתטיים שונים, כמו ניילון או קבלאר - חומר חזק במיוחד המשמש למיגוון מוצרים, מאופניים ועד אפודי מגן חסיני כדורים. לכן, שיטות יעילות ליצירת קשרים אמידיים מבוקשות מאוד בתעשייה הכימית. פרופ' דוד מילשטיין, מהמחלקה לכימיה אורגנית שבמכון ויצמן למדע, פיתח באחרונה שיטה ליצירת קשרים אמידיים באופן יעיל, חסכוני וידידותי לסביבה. מאמר המתאר את השיטה החדשה פורסם בכתב העת המדעי Science, שהגדיר את המחקר כאחת מעשר פריצות הדרך המדעיות החשובות לשנת 2007.

 

הקשרים האמידיים מחברים בדרך כלל שתי מולקולות אורגניות מסוגים שונים: מולקולה אחת בעלת קבוצה חומצית וקבוצה בסיסית, ומולקולה נוספת מכילה קבוצה חנקנית. לצד התוצרים הרצויים של התהליך (הקרויים אמידים) נוצרים גם תוצרי לוואי המפחיתים את יעילות התהליך, ואף גורמים נזק סביבתי. בעיה נוספת היא שהתהליך מחייב שימוש בחומרים מאכלים (קורוזיים) - חומצות ובסיסים.

 

פרופ' מילשטיין, החוקר הבתר-דוקטוריאלי ד"ר גוננתן צ'ידמברם, והטכנאי יהושע בן-דוד ניסו לפתור את הבעיות האלה. הם החליפו את המולקולות בעלות הקבוצה החומצית והבסיסית במולקולות מסוג אחר - כהלים. כדי לעודד את התגובה של הכהלים עם המולקולות המכילות חנקן, הוסיפו המדענים שחקן נוסף למשחק - זרז. זרזים הם חומרים המסוגלים להגביר את הקצב של תגובות כימיות, בעוד הם עצמם אינם משתתפים בהן, כלומר אינם עוברים שינויים כימיים במהלכן. החומר בו השתמשו פרופ' מילשטיין ועמיתיו הוא "זרז חכם" שפיתחו באחרונה: זהו צבר (קומפלקס) של היסוד רותניום, המשנה את צורתו המרחבית ואת פעילותו בהתאם לתנאי הסביבה. תוצאות הניסויים הראו, כי השימוש בכהלים ובזרז החכם אכן מאפשרים יצירת חומרים אמידיים ללא שימוש בחומרים מאכלים, ובלי לייצר פסולת רעילה.

 

פרופ' מילשטיין: "קיימים יתרונות מגוונים בשימוש בשיטה החדשה: ניתן להשתמש בכהלים במקום במגיב חומצי, והתגובה הכימית אינה מייצרת חומרים מזיקים. יתר על כן, במהלך התגובה משתחרר גז מימן, שהוא חומר שימושי בפני עצמו. לצורך התהליך הזה יש צורך בריכוזים קטנים מאוד של הזרז החכם, שאפשר לחזור ולהשתמש בהם שוב ושוב, מכיוון שהחומר אינו מתכלה ואינו נצרך בתהליך. בשורה התחתונה, זהו תהליך מהיר, יעיל, רווחי וידידותי לסביבה".    

 

הישגיו המדעיים של פרופ' דוד מילשטיין ויום הולדתו ה-60 צוינו באחרונה ביום עיון שהתקיים במכון. את האירוע ארגנו תלמידיו לשעבר של פרופ' מילשטיין, והשתתפו בו רבים מידידיו ועמיתיו מארה"ב, מגרמניה, משווייץ, מהולנד ומישראל. יושב הראש בהרצאת הפתיחה היה פרופ' יוחנן בלום מהאוניברסיטה העברית, שהנחה את מילשטיין בעבודת הדוקטורט שלו.הרצאות נישאו על ידי טובין מרקס מאוניברסיטת נורת'ווסטרן בארה"ב, מנפרד ריץ ממכון מקס פלאנק במולהיים שבגרמניה, וולטר לייטנר מאוניברסיטת אאכן בגרמניה, קיס אלסויר מאוניברסיטת אמסטרדם בהולנד, היינץ ברקה מאוניברסיטת ציריך בשווייץ, זאב גרוס מהטכניון, וששון צחייק מהאוניברסיטה העברית.

 

לאחר יום העיון התקיימה ארוחת ערב חגיגית, שבה הוענקה לפרופ' מילשטיין תעודת הערכה על הישגיו.