Premio Nobel de Química a Benjamin List por sus descubrimientos en el campo de la catálisis química
Benjamin List, director del Instituto Max Planck für Kohlenforschung, es honrado con el Premio Nobel de Química 2021, junto con David MacMillan de la Universidad de Princeton, por su trabajo en catálisis asimétrica. Han establecido por primera vez que las moléculas orgánicas pequeñas son adecuadas como mediadores de las reacciones químicas. Previo a este descubrimienti, se asumía que solo las enzimas y los metales, incluidos los metales pesados a menudo tóxicos o los metales preciosos caros y raros, podían acelerar las reacciones químicas y dirigirlas en la dirección deseada. Las pequeñas moléculas orgánicas que Benjamin List y David MacMillan introdujeron como catalizadores son particularmente adecuadas para la síntesis asimétrica. En este proceso, solo se produce uno de los dos enantiómeros: estas son moléculas que son como la mano izquierda y la derecha, lo que significa que no se pueden alinear espacialmente. Tales moléculas están involucradas en todos los procesos biológicos y también juegan un papel importante como agentes médicos.
06 de octubre de 2021
¿Mano izquierda o derecha? Todos descubrimos que hay una gran diferencia cuando intentamos escribir con la mano a la que no estamos acostumbrados. Las cosas no son diferentes en química. Muchas moléculas, especialmente aquellas que están involucradas en procesos biológicos, existen en forma de dos enantiómeros que son tan similares como la mano izquierda y la derecha, es por eso que tales sustancias se llaman quirales (griego para mano). Así como nuestras dos manos tienen cinco dedos, estas moléculas también se parecen entre sí en estructura a primera vista. Pero al igual que los dedos, los componentes individuales de las moléculas quirales están dispuestos en una imagen especular. Y en biología en particular, esto a menudo hace una gran diferencia: por ejemplo, una variante de la sustancia química limoneno huele a limón, la otra a naranja. Una forma del aminoácido valina tiene un sabor amargo, la otra dulce.
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El investigador de catálisis Benjamin List es director del Instituto Max Planck para la Investigación del Carbón en Mülheim an der Ruhr, Alemania
© David Ausserhofer / MPG
© David Ausserhofer / MPG
En medicina, es particularmente importante tener en cuenta los diferentes efectos de los enantiómeros. De lo contrario, las consecuencias pueden ser fatales, como lo demostró el escándalo de la talidomida a principios de la década de 1960. Una forma del ingrediente activo talidomida tuvo un efecto sedante y también se administró contra las náuseas durante el embarazo. La otra forma de talidomida, sin embargo, causó malformaciones en los recién nacidos. En este caso, sin embargo, una forma se convierte en la otra en el cuerpo, por lo que no habría ayudado usar solo la variante con el efecto deseado. Sin embargo, esta es la ruta que suelen tomar las compañías farmacéuticas. Sin embargo, muchos catalizadores producen ambas formas de una molécula quiral por igual. En catálisis asimétrica, donde solo se produce una de las dos variantes, los descubrimientos de Benjamin List y Davin McMillan han abierto posibilidades completamente nuevas.
Los dos químicos descubrieron de forma independiente en 2000 que incluso las moléculas orgánicas pequeñas, a menudo baratas y no tóxicas pueden controlar una reacción química para producir solo una variante. Benjamin List observó esto por primera vez con el aminoácido prolina, que más tarde se utilizó en la producción del medicamento contra el VIH darunavir. Anteriormente, en química, biología y farmacia, se pensaba que solo las enzimas o los catalizadores elaborados que contenían metales, y a menudo caros o tóxicos, tenían este efecto selectivo.
Cuando Benjamin List recibió la llamada de que estaba siendo honrado con el Premio Nobel de Química por su descubrimiento, estaba sentado con su familia en un café de Ámsterdam.
"El Comité Nobel llamó a mi teléfono móvil", dijo el químico. "Cuando estábamos a punto de ordenar, vi el código de área de Suecia en la pantalla. Mi esposa y yo nos sonreímos el uno al otro y dijimos irónicamente: 'Aquí viene la llamada', como una broma. Pero entonces realmente fue la llamada. Fue un momento increíble".
"Que el Premio Nobel de Química haya sido hoy para Benjamin List me llena de alegría", dice el presidente de Max Planck, Martin Stratmann. "Benjamin List ha abierto un nuevo capítulo en la investigación de catálisis con un gran potencial de aplicación. Ha tenido éxito por primera vez en el desarrollo de catalizadores orgánicos con alta estereoselectividad, un avance rara vez visto".
La idea de probar la prolina como catalizador llegó a Benjamin List de manera bastante casual. La curiosidad lo había llevado a probarlo después de tropezar con una referencia al efecto catalítico del aminoácido. Al principio, sin embargo, no estaba seguro de si se trataba de un experimento útil: "Estaba completamente inseguro. No piensas: '¡Ja! ¡Yo diseñé eso! ¡Y ahora voy a ser mundialmente famoso!' No, más bien: Hmm... Tal vez fue una idea estúpida. Estoy seguro de que otros lo han probado y saben por qué no funcionó ..." Pero nadie lo había probado antes y funcionó.
Mientras tanto, los grupos de Benjamin List y David McMillan, pero también muchos otros investigadores en todo el mundo, han encontrado innumerables moléculas orgánicas que catalizan reacciones químicas y son muy selectivos sobre cuál de las dos variantes de una molécula quiral producen.
Pero no es sólo en la investigación química que el descubrimiento de los dos premios Nobel ha abierto una puerta a un nuevo campo; Hoy en día, las industrias química y farmacéutica también dependen a menudo de los mediadores químicos simples.
