Organocatalisi da Nobel

Il Premio Nobel per la Chimica è stato assegnato ben 113 volte a 188 vincitori del Premio Nobel tra il 1901 e il 2021. Quest’anno il comitato dell'Accademia Reale svedese delle scienze ha assegnato il Nobel per la Chimica congiuntamente a Benjamin List e David WC MacMillan per lo sviluppo dell'organocatalisi asimmetrica, un nuovo strumento preciso per la costruzione molecolare, che ha avuto un grande impatto sulla ricerca farmaceutica e ha reso la chimica più verde.

Molte aree di ricerca e industrie dipendono dalla capacità dei chimici di costruire molecole in grado di formare materiali elastici e durevoli, immagazzinare energia nelle batterie o inibire la progressione delle malattie. Questo lavoro richiede catalizzatori, che sono sostanze che controllano e accelerano le reazioni chimiche, senza diventare parte del prodotto finale. Fino alla fine del XX secolo si pensava che buoni catalizzatori fossero solamente metalli ed enzimi. List ebbe il merito di provare che basta un singolo amminoacido di una proteina per ottenere una reazione, e non l’intero enzima. Se List migliorò l’efficienza degli enzimi, MacMillan lavorò in parallelo riuscendo a far a meno dei metalli grazie allo sviluppo di molecole organiche (da qui organocatalisi) che consentivano di ottenere le reazioni desiderate.

I catalizzatori metallici, essendo molto sensibili all’ossigeno e all’acqua, hanno bisogno di un ambiente privo di ossigeno e umidità: condizioni difficili da ottenere nelle industrie su larga scala. Inoltre, molti catalizzatori metallici sono metalli pesanti, che possono essere dannosi per l’ambiente. L’organocatalisi ha reso infatti possibile la produzione su grande scala di molecole fondamentali per la nostra esistenza, dall’industria farmaceutica ai materiali, abbattendo costi di produzione, conseguenti problemi di approvvigionamento e relativo impatto ambientale.

I catalizzatori organici hanno una struttura stabile di atomi di carbonio, a cui possono attaccarsi gruppi chimici più attivi. Questi contengono spesso elementi comuni come ossigeno, azoto, zolfo o fosforo. Ciò significa che questi catalizzatori sono sia più rispettosi dell'ambiente che economici da produrre. Utilizzando queste reazioni, i ricercatori possono ora costruire in modo più efficiente qualsiasi cosa, da nuovi prodotti farmaceutici a molecole in grado di catturare la luce nelle celle solari. In questo modo, gli organocatalizzatori stanno apportando il massimo beneficio all'umanità.

Fonti: 

The Nobel Prize in Chemistry 2021, www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2021/summary