Nobel de Química para dos científicos que crearon una herramienta para construir moléculas

El científico alemán Benjamin List y el británico David MacMillan fueron galardonados hoy con el premio Nobel de Química "por el desarrollo de organocatálisis asimétrica", una nueva e ingeniosa herramienta para la construcción de moléculas, informó la Real Academia Sueca de Ciencias.

La organocatálisis es utilizada en "la investigación de nuevos productos farmacéuticos y también ha ayudado a que la química sea más ecológica", señaló el jurado.

Los catalizadores son sustancias que controlan y aceleran las reacciones químicas permitiendo la construcción de moléculas pero sin llegar a formar parte del producto final; por ejemplo, los catalizadores de los autos transforman las sustancias tóxicas de los gases de escape en moléculas inofensivas.

Durante mucho tiempo se creyó que solo había dos tipos de catalizadores: metales y enzimas.

"Benjamin List y David MacMillan son galardonados con el Premio Nobel de Química 2021 porque en 2000, independientemente entre sí, desarrollaron un tercer tipo de catálisis. Se llama organocatálisis asimétrica y se basa en pequeñas moléculas orgánicas", señaló el comunicado.

Asimismo, añadió que los catalizadores orgánicos "tienen un marco estable de átomos de carbono, al que se pueden unir grupos químicos más activos; estos suelen contener elementos comunes como oxígeno, nitrógeno, azufre o fósforo" lo que los hace ecológicos y económicos de producir.

"Lo que estos científicos desarrollaron es un nuevo tipo de catalizador en el que eliminaron el elemento metálico, por eso lo denominaron organocatálisis porque son sólo elementos orgánicos los que inducen el proceso de creación de moléculas", señaló el doctor en química industrial e investigador del Conicet Rolando Spanevello.

El científico explicó que "la ventaja es que al eliminar el elemento metálico estamos eliminando un elemento potencialmente dañino, sobre todo para la industria farmacéutica porque no hay que olvidar que en esta industria cuando uno sintetiza un medicamento no pueden quedar trazas de sustancias de titanio y menos aún de metales; por lo tanto, estos catalizadores son menos tóxicos, más seguros, y ese es uno de los grandes aportes".

Spanevello, quien es profesor de la Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas de la Universidad Nacional de Rosario e investigador en el Instituto de Química Rosario (Iquir), detalló que "antes de la invención de los organocatalizadores había moléculas orgánicas naturales que podían utilizarse como catalizadores que son las enzimas, pero son moléculas con estructuras muy grandes y complejas, difíciles de preparar".

"En cambio, los organocatalizadores son moléculas muy pequeñas que pueden ser sintetizadas con relativa facilidad y, por lo tanto, nos permiten disponer de herramientas sintéticas diseñadas a pedido, o sea que lo podemos diseñar en base a la necesidad de la transformación que tenemos que realizar", detalló en diálogo con Télam.

Spanevello dijo que otra ventaja "es que inducen asimetría, y esto tiene especial importancia en los procesos biológicos".

Y explicó que esto se debe a que cuando se construyen moléculas, se pueden formar dos diferentes que, al igual que nuestras manos, sus imágenes son iguales en espejo (si se enfrentan una con la otra) pero no coinciden si se superponen.

"Sobre todo en la industria farmacéutica sucede que a veces sólo sirve uno de esos dos tipos de la misma molécula, porque, por ejemplo, la otra no produce el efecto deseado; entonces con los organocatalizadores es posible inducir la producción sólo del tipo que queremos", precisó.

Ariel Sarotti, también investigador del Conicet en el Iquir, sostuvo que "fue a principios del 2000, cuando salieron dos trabajos que fueron seminales en la disciplina: uno de List y el otro de MacMillan, y a partir de entonces la organocatálisis creció de forma exponencial".

"Hoy es muy común ver que la organocatálisis se usa en distintas áreas de la ciencia, la industria y la tecnología", aseguró y advirtió que "uno de los inconvenientes del uso de metales es su posible toxicidad, pero también trae aparejados otros problemas prácticos".

"Los catalizadores metálicos suelen ser muy sensibles a las condiciones experimentales, como la humedad, entonces hay que trabajar en entornos muy especiales para evitar que el catalizador se descomponga, y eso, llevado a una escala grande como puede ser la industria farmacéutica, trae costos asociados bastantes importantes", sostuvo Sarotti.

Agregó que "los organocatalizadores te permiten sólo sintetizar el quiral que vos necesitas y esto en el marco de la química medicinal es extraordinariamente importante", explicó.

"Las moléculas quirales (especulares no superponibles), si bien son parecidas, en sistemas biológicos cumplen roles completamente distintos", dijo y precisó que "una droga, en una de sus formas quirales puede tener la actividad biológica deseada y en su otra forma puede incluso ser antagonista o tener efectos secundarios graves, por lo tanto, es necesario poder sintetizar solamente una de esas formas y no la otra. Lo que tradicionalmente se hace es sintetizar las dos formas en igual proporción y luego se las separa, pero esto es muy poco práctico".

Benjamin List nació en 1968 en Frankfurt, Alemania, y se doctoró en 1997 en la Universidad Goethe de Frankfurt; actualmente es director del Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mülheim an der Ruhr, también en ese país.

David WC MacMillan nació en 1968 en Bellshill, Reino Unido, y se doctoró 1996 de la Universidad de California, (Estado Unidos); en la actualidad es profesor de la Universidad de Princeton, también en Estados Unidos.

"En la actualidad, las aplicaciones que tenemos de los organocatalizadores son muy amplias y van desde simples transformaciones en química orgánica hasta el desarrollo de medicamentos, pero también en todo lo que es interacción en medios biológicos como el desarrollo de perfumes, esencial, en insecticidas, plaguicidas", concluyó Spanevello.

El Nobel de Química es el tercero que se anunció esta semana; este jueves 7 se conocerá quién recibirá el de Literatura; el viernes 8 el de la Paz, y el lunes 11 el de Economía.