Dos investigadores que desarrollaron t\u00e9cnicas para acelerar y controlar las reacciones qu\u00edmicas han ganado el Premio Nobel de Qu\u00edmica 2021. Benjamin List y David MacMillan desarrollaron por separado un nuevo tipo de cat\u00e1lisis a principios de la d\u00e9cada de 2000. La t\u00e9cnica, llamada organocat\u00e1lisis asim\u00e9trica, se usa ampliamente hoy en d\u00eda para la producci\u00f3n de medicamentos y otras sustancias qu\u00edmicas. Fundamentalmente, los catalizadores que desarrollaron pueden distinguir la izquierda de la derecha, sintetizando mol\u00e9culas que son diferentes de su imagen especular.<\/p>\n\n\n\n
La pareja desarroll\u00f3 “una herramienta verdaderamente elegante para hacer mol\u00e9culas, m\u00e1s simple de lo que uno podr\u00eda imaginar”, dijo la miembro del comit\u00e9 del Nobel de qu\u00edmica Pernilla Wittung-Stafshede en el anuncio del premio. \u201cHasta el a\u00f1o 2000, solo conoc\u00edamos dos formas de catalizadores. Pero luego todo cambi\u00f3. Benjamin List y David MacMillan informaron de forma independiente que se pueden utilizar mol\u00e9culas org\u00e1nicas peque\u00f1as para hacer el mismo trabajo que las enzimas grandes y los catalizadores met\u00e1licos en reacciones precisas, econ\u00f3micas, r\u00e1pidas y respetuosas con el medio ambiente”.<\/p>\n\n\n\n
“No esperaba esta gran sorpresa, realmente me alegraste el d\u00eda de hoy”, dijo List a los periodistas en una conferencia de prensa despu\u00e9s del anuncio. \u201cCuando hice este experimento [por primera vez], no sab\u00eda qu\u00e9 pasar\u00eda y pens\u00e9 que tal vez era una idea est\u00fapida, o que alguien ya lo hab\u00eda probado. Cuando vi que funcionaba, sent\u00ed que esto podr\u00eda ser algo grande”.<\/p>\n\n\n\n
Catalizadores alternativos En 2000, List demostr\u00f3 que el amino\u00e1cido prolina podr\u00eda actuar como catalizador en una reacci\u00f3n ald\u00f3lica, en la que los \u00e1tomos de carbono de dos mol\u00e9culas diferentes se unen entre s\u00ed, y que podr\u00eda impulsar la cat\u00e1lisis asim\u00e9trica. Casi al mismo tiempo, MacMillan dise\u00f1\u00f3 peque\u00f1as mol\u00e9culas org\u00e1nicas que pueden proporcionar o aceptar electrones y, por lo tanto, catalizar reacciones de manera eficiente.<\/p>\n\n\n\n Hasta sus avances, la sabidur\u00eda com\u00fan entre los qu\u00edmicos era que un catalizador que sintetiza mol\u00e9culas quirales (las de una mano particular) ten\u00eda que ser una enzima o contener un metal de transici\u00f3n como el hierro. \u201cFue un cambio conceptual\u201d, dice la qu\u00edmica Cathleen Crudden de la Queen’s University en Kingston, Canad\u00e1. “Durante mucho tiempo, la gente pens\u00f3 que los metales y las enzimas eran los \u00fanicos”.<\/p>\n\n\n\n Los “organocatalizadores” desarrollados por List, MacMillan y sus colaboradores no ten\u00edan metales. Y a diferencia de las enzimas, t\u00edpicamente grandes complejos hechos de prote\u00ednas, eran mol\u00e9culas org\u00e1nicas peque\u00f1as, \u201clo cual, creo, es s\u00faper emocionante\u201d, dice la qu\u00edmica Claudia Felser del Instituto Max Planck de F\u00edsica Qu\u00edmica de S\u00f3lidos en Dresden, Alemania. Los organocatalizadores son m\u00e1s baratos de producir y m\u00e1s sostenibles que los que contienen metales, y el inter\u00e9s en el campo se ha disparado desde su descubrimiento.<\/p>\n\n\n\n Regalo de la naturaleza \u201c\u00bfPor qu\u00e9 en el mundo la biolog\u00eda est\u00e1 sola? \u00bfPor qu\u00e9 tenemos esta preferencia en la naturaleza? No lo sabemos”, dijo List. \u201cEsta destreza se transfiere en la reacci\u00f3n catal\u00edtica a los sustratos para que obtengas m\u00e1s de estas mol\u00e9culas. Es un gran regalo, dir\u00eda yo, que la naturaleza nos proporcione estas mol\u00e9culas”.<\/p>\n\n\n\n “Para m\u00ed, la quiralidad es la pregunta m\u00e1s interesante en f\u00edsica y qu\u00edmica y tal vez incluso en biolog\u00eda”, dice Felser, y agrega que el anuncio de hoy puede ser “inspirador para que las generaciones m\u00e1s j\u00f3venes busquen m\u00e1s violaciones de simetr\u00eda en la naturaleza”.<\/p>\n\n\n\n “En mi opini\u00f3n, la verdadera revoluci\u00f3n de lo que tenemos, de nuestros descubrimientos, apenas est\u00e1 surgiendo ahora”, dijo List. A\u00f1adi\u00f3 que recibir el Premio Nobel le permitir\u00eda una libertad a\u00fan mayor para perseguir nuevas ideas en su investigaci\u00f3n. “Espero estar a la altura de este reconocimiento y seguir descubriendo cosas incre\u00edbles”.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Los catalizadores, sustancias que aceleran reacciones sin agotarse, son herramientas fundamentales para los qu\u00edmicos. List, que tiene su sede en el Instituto Max Planck para la Investigaci\u00f3n del Carb\u00f3n en M\u00fclheim an der Ruhr, Alemania, y MacMillan, en la Universidad de Princeton en Nueva Jersey, desarrollaron catalizadores que pueden impulsar la cat\u00e1lisis asim\u00e9trica, en la que una reacci\u00f3n produce m\u00e1s de la versi\u00f3n zurda de una mol\u00e9cula que la diestra o viceversa.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>En una variedad de fen\u00f3menos y en escalas muy diferentes, la naturaleza parece preferir a menudo una mano sobre otra, agrega Felser. Esto se refleja en el hecho de que el Universo est\u00e1 compuesto principalmente de materia, no de antimateria, y que la vida utiliza amino\u00e1cidos y az\u00facares de la mano derecha.<\/p>\n\n\n\n