La Real Academia de las Ciencias Sueca ha premiado con el Nobel de Química 2021 a Benjamin List y David W.C. MacMillan por el desarrollo de la organocatálisis asimétrica, un procedimiento para acelerar la producción de moléculas.
Este es el tercero de los galardones que se dan a conocer, tras el de Medicina y Física, y a los que seguirán los de Literatura, de la Paz y el de Economía.
Un procedimiento barato y ecológico de acelerar las reacciones químicas
La Academia justifica el fallo por la "nueva e ingeniosa herramienta para la construcción de moléculas" que significa la organocatalisis asimétrica.
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 de catalizadores, que son sustancias que controlan y aceleran las reacciones químicas, sin llegar a formar parte del producto final.
Por ejemplo, los catalizadores de los automóviles transforman las sustancias tóxicas de los gases de escape en moléculas inofensivas. El cuerpo humano también contiene miles de catalizadores en forma de enzimas, que ayudan a crear las moléculas necesarias para la vida.
Los investigadores creyeron durante mucho tiempo que, en principio, solo había dos tipos de catalizadores disponibles: metales y enzimas.
En 2000, Benjamin List (director del Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, especializado en investigación química sobre catálisis) y David MacMillan (profesor en Princeton), trabajando de manera independiente, desarrollaron un tercer tipo de catálisis: la organocatálisis asimétrica, que se basa en pequeñas moléculas orgánicas.
Los catalizadores orgánicos tienen un marco estable de átomos de carbono, al que se pueden unir grupos químicos más activos. Estos a menudo contienen elementos comunes como oxígeno, nitrógeno, azufre o fósforo. Esto significa que estos catalizadores son tanto ecológicos como económicos 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.
"Puede usarse para conducir multitud de reacciones químicas. Usando estas reacciones, los investigadores pueden ahora, de manera más eficiente, construir cualquier cosa desde nuevos fármacos a moléculas que pueden capturar la luz en células solares", justifica la Academia en su comunicado.
El nuevo método, además, permite llevar a cabo estos procesos de manera "fácil, rápida y respetuosa con el medio ambiente".