📰 Premio Nobel de Química otorgado por herramienta para construir moléculas

📰 Premio Nobel de Química otorgado por herramienta para construir moléculas

El Premio Nobel de Química fue otorgado el miércoles a Benjamin List y David WC MacMillan por su desarrollo de una nueva herramienta para construir moléculas, trabajo que ha estimulado los avances en la investigación farmacéutica y disminuido el impacto de la química en el medio ambiente.

Su trabajo, aunque no sea visto por los consumidores, es una parte esencial en muchas industrias líderes y es crucial para la investigación.

Los químicos se encuentran entre los encargados de construir moléculas que puedan formar materiales elásticos y duraderos, almacenar energía en baterías o inhibir la progresión de enfermedades.

Pero ese trabajo requiere catalizadores, que son sustancias que controlan y aceleran las reacciones químicas sin convertirse en parte del producto final.

“Por ejemplo, los catalizadores de los automóviles transforman las sustancias tóxicas de los gases de escape en moléculas inofensivas”, dijo el comité del Nobel en un comunicado. “Nuestros cuerpos también contienen miles de catalizadores en forma de enzimas, que cincelan las moléculas necesarias para la vida”.

El problema era que solo había dos tipos de catalizadores disponibles: metales y enzimas.

En 2000, el Dr. List y el Dr. MacMillan, trabajando independientemente el uno del otro, desarrollaron un nuevo tipo de catálisis que redujo el desperdicio y permitió formas novedosas de construir moléculas.

Se llama organocatálisis asimétrica y se basa en pequeñas moléculas orgánicas.

“Este concepto de catálisis es tan simple como ingenioso, y el hecho es que muchas personas se han preguntado por qué no lo pensamos antes”, dijo Johan Aqvist, presidente del Comité Nobel de Química.

Prácticamente todo el mundo en el planeta se ha encontrado con un producto que se ha beneficiado de la experiencia de un químico. El proceso de utilizar catalizadores para descomponer moléculas o unirlas es esencial en la industria y la investigación.

La catálisis es lo que hace posible los plásticos; también permite la fabricación de productos como aromas alimentarios dirigidos a las papilas gustativas y perfumes para hacer cosquillas en la nariz.

Alrededor del 35 por ciento del producto interno bruto mundial implica catálisis química.

Pero hasta el año 2000 y el descubrimiento de los premios Nobel, las herramientas a disposición de los químicos eran el equivalente a martillos y cinceles.

“Si comparamos la capacidad de la naturaleza para construir creaciones químicas con la nuestra, estuvimos atrapados durante mucho tiempo en la Edad de Piedra”, escribió el comité del Nobel.

En la naturaleza, las enzimas hacen el trabajo de construir los complejos moleculares que dan a la vida su forma, color y función.

Los catalizadores utilizados anteriormente por los químicos podrían dividirse en dos grupos: metales o enzimas.

“Los metales son a menudo excelentes catalizadores porque tienen una capacidad especial para acomodar electrones temporalmente o para proporcionarlos a otras moléculas durante un proceso químico”, escribió el comité. “Esto ayuda a aflojar los enlaces entre los átomos de una molécula, de modo que los enlaces que de otro modo serían fuertes se pueden romper y se pueden formar otros nuevos”.

Pero para que funcionen, algunos catalizadores metálicos deben estar en un entorno libre de oxígeno y humedad, algo difícil de lograr en muchas industrias a gran escala. Y muchos de estos catalizadores son metales pesados, que pueden ser dañinos para el medio ambiente.

En la naturaleza, las enzimas se utilizan como catalizadores con asombrosa precisión. Ese es el proceso mediante el cual se forman moléculas complicadas y vitales como el colesterol y la clorofila.

Debido a que las enzimas son tan eficientes, los investigadores en la década de 1990 intentaron desarrollar variantes de enzimas como catalizadores para impulsar las reacciones químicas necesarias para la industria y la fabricación.

Pero el proceso utilizado antes de los descubrimientos hechos por el Dr. List y el Dr. MacMillan condujo a grandes cantidades de desperdicio.

“Durante la construcción química, a menudo surge una situación en la que se pueden formar dos moléculas que, al igual que nuestras manos, son la imagen especular de la otra”, escribió el comité. “Los químicos a menudo solo quieren una de estas imágenes en espejo, particularmente cuando producen productos farmacéuticos, pero ha sido difícil encontrar métodos eficientes para hacer esto”.

El concepto desarrollado por el Dr. List y el Dr. MacMillan, organocatálisis asimétrica, ofreció una solución. El nuevo proceso allanó el camino para la creación de moléculas que pueden servir para propósitos tan variados como fabricar zapatillas ligeras para correr e inhibir el progreso de enfermedades en el cuerpo.

“¿Por qué a nadie se le ocurrió antes este concepto simple, ecológico y barato para la catálisis asimétrica?” escribió el comité. “Esta pregunta tiene muchas respuestas. Una es que las ideas simples suelen ser las más difíciles de imaginar ”.

El Dr. MacMillan es un químico escocés y profesor en la Universidad de Princeton, donde también dirigió el departamento de química de 2010 a 2015. Obtuvo su Ph.D. en química inorgánica en la Universidad de California, Irvine, en 1996 antes de aceptar una beca postdoctoral en la Universidad de Harvard. Su investigación se ha centrado en conceptos innovadores en química orgánica sintética.

El Dr. List es un químico alemán, nacido en Frankfurt, y director del Instituto Max Planck para la Investigación del Carbón en Mülheim an der Ruhr, Alemania. Su equipo de investigación, List Laboratory, se centra en la “invención de nuevas estrategias para el desarrollo de reacciones químicas perfectas”, según el sitio web del Instituto. Su equipo publicó un video en Twitter celebrando su Premio Nobel después del anuncio. Recibió su Ph.D. en 1997 de la Universidad Goethe de Frankfurt, antes de ser designado para trabajar como profesor asistente en el Instituto de Investigación Scripps en California. También es profesor honorario de la Universidad de Colonia, en Alemania.

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