Construir moléculas es un arte difícil. Benjamin List y David MacMillan son galardonados con el Premio Nobel de Química 2021 por su desarrollo de una nueva herramienta precisa para la construcción molecular: la organocatálisis. Esto ha tenido un gran impacto en la investigación farmacéutica y ha hecho que la química sea más ecológica.
Muchas áreas de investigación e industrias dependen de la capacidad de los químicos para construir moléculas que puedan formar materiales elásticos y duraderos, almacenar energía en baterías o inhibir la progresión de enfermedades. Este trabajo requiere catalizadores, que son sustancias que controlan y aceleran las reacciones químicas, sin llegar a formar parte del producto final. Por ejemplo, los catalizadores en los automóviles transforman sustancias tóxicas en los gases de escape en moléculas inofensivas. Nuestros cuerpos también contienen miles de catalizadores en forma de enzimas, que cincelan las moléculas necesarias para la vida.
Los catalizadores son, por lo tanto, herramientas fundamentales para los químicos, pero los investigadores creyeron durante mucho tiempo que, en principio, solo había dos tipos de catalizadores disponibles: metales y enzimas. Benjamin List y David MacMillan son galardonados con el Premio Nobel de Química 2021 porque en 2000 ellos, independientes el uno del otro, desarrollaron un tercer tipo de catálisis. 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», dice Johan Åqvist, quien es presidente del Comité Nobel de Química.
Los catalizadores orgánicos tienen un marco estable de átomos de carbono, al que pueden unirse grupos químicos más activos. Estos a menudo contienen elementos comunes como oxígeno, nitrógeno, azufre o fósforo. Esto significa que estos catalizadores son respetuosos con el medio ambiente y baratos de producir.
La rápida expansión en el uso de catalizadores orgánicos se debe principalmente a su capacidad para impulsar la catálisis asimétrica. Cuando se construyen moléculas, a menudo ocurren situaciones en las que se pueden formar dos moléculas diferentes que, al igual que nuestras manos, son la imagen especular de la otra. Los químicos a menudo solo querrán uno de estos, particularmente cuando producen productos farmacéuticos.
La organocatálisis se ha desarrollado a una velocidad asombrosa desde el año 2000. Benjamin List y David MacMillan siguen siendo líderes en el campo, y han demostrado que los catalizadores orgánicos se pueden utilizar para impulsar multitudes de reacciones químicas. Usando estas reacciones, los investigadores ahora pueden construir de manera más eficiente cualquier cosa, desde nuevos productos farmacéuticos hasta moléculas que pueden capturar la luz en las células solares. De esta manera, los organocatalizadores están trayendo el mayor beneficio a la humanidad.
Ilustraciones
Las ilustraciones son de uso gratuito para fines no comerciales. «© Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences»
