Premio Nobel per la chimica 2021

Benedetta Cappellini2021, Articoli, News

Il premio Nobel 2021 per la Chimica è stato assegnato a Benjamin List del Max Planck Institute for Kohlenforschung (Mülheim an der Ruhr), e David W. C. MacMillan della Princeton University per la scoperta dell'organocatalisi asimmetrica.

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Una caratteristica fondamentale di molti composti naturali è che questi possono essere chirali: ciò significa che questi composti sono asimmetrici e possono esistere come enantiomeri, cioè come due immagini speculari non sovrapponibili. Per semplificare e visualizzare il concetto possiamo immaginare gli enantiomeri come una mano destra o sinistra: sono l’una l’immagine speculare dell’altra ma se si mettono una sopra l’altra non sono sovrapponibili. Gli enantiomeri possono comportarsi in modo diverso l'uno dall'altro quando interagiscono con molecole chirali, come le proteine e gli enzimi nel nostro corpo. Essere in grado di guidare una reazione preferenzialmente verso un enantiomero rispetto a un altro ha quindi un’enorme importanza nel controllo degli effetti biologici di un composto.

Molte reazioni chimiche utilizzano catalizzatori, che agiscono come “facilitatori” della reazione. I catalizzatori più utilizzati sono enzimi, metalli o composti organometallici. Di particolare importanza sono i catalizzatori in grado di formare preferenzialmente un enantiomero; il premio Nobel del 2001 è stato assegnato proprio per la catalisi asimmetrica che utilizza catalizzatori metallici. Analogamente nel 2018 il premio è stato assegnato per ricerche finalizzate alla ottimizzazione degli enzimi, i catalizzatori biologici

Nel 2000 List e MacMillan hanno introdotto, indipendentemente e per la prima volta, la possibilità di utilizzare piccole molecole organiche per catalizzare la formazione preferenziale di un enantiomero rispetto all’altro. Questa scoperta ha enormi implicazioni applicative: contribuisce a migliorare l’efficienza di processi sintetici, permette di diminuire l’uso di catalizzatori metallici che, tra l’altro, richiedono precauzioni particolari nell’uso, con evidenti vantaggi ambientali e ha già avuto un impatto considerevole nell’ambito della chimica medicinale.
L’aspetto più interessante e rilevante è però nell’innovatività dell’idea. L'utilizzo di piccole molecole organiche come catalizzatori può essere visto come un’imitazione degli enzimi. In questo modo, il lavoro dei due ricercatori ha davvero preso ispirazione da alcune delle basi chimiche delle reazioni che avvengono in natura.

Oggi la ricerca è molto attiva in questo ambito e gli scienziati usano molecole organiche per catalizzare una vasta gamma di reazioni. questi sviluppi sono stati resi possibili dal modello che Benjamin List e David MacMillan hanno introdotto nei loro lavori iniziali.

Luigi Panza