Las piezas de lego de la naturaleza –las moléculas– no son sencillas de armar, ni siquiera cuando se tiene un modelo del cual copiar.
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La naturaleza sabe bien cómo combinar los elementos adecuados para producir grandes moléculas orgánicas; es decir, moléculas que tienen el elemento carbono entre sus componentes y las cuales son el fundamento de la vida, tal como la conocemos.
Sin embargo, sintetizar esas moléculas; esto es, crearlas en el laboratorio, era algo bastante difícil, que se llevaba a cabo con limitaciones antes de las investigaciones del estadounidense Richard Heck y de los japoneses Ei-ichi Negishi y Akira Suzuki.
Su trabajo permitió manipular el carbono y obligarlo a formar compuestos orgánicos que hoy son el fundamento de productos electrónicos, medicinas y químicos industriales, por ejemplo.
Por su contribución al mundo de la química con lo que se conoce como “el acoplamiento cruzado del paladio catalizado”, estos tres científicos fueron anunciados ayer como los ganadores del Premio Nobel de Química 2010.
Aunque Heck, Negishi y Suzuki no trabajaron juntos, las investigaciones que desarrollaron, complementándose y ampliándose en las décadas de 1960 y 1970, revolucionaron la química orgánica.
¿Por qué? El mundo necesita cada vez compuestos más complejos en la búsqueda de nuevas medicinas o en productos que permitan tener mejores cosechas o procesos industriales, por ejemplo.
Una herramienta básica que ha permitido satisfacer buena parte de esa demanda es el acoplamiento cruzado del paladio catalizado, una manera de crear en el laboratorio, sintéticamente, moléculas orgánicas que se crean normalmente en la naturaleza.
El problema de esta síntesis es que el carbono es un elemento poco reactivo; es decir, que cuesta combinarlo con otros para así formar moléculas.
Gracias al trabajo de Heck, Negishi y Suzuki, se descubrió que el elemento químico paladio puede ayudar a ese fin.
El paladio es un metal difícil de encontrar, pero uno solo de sus átomos facilita el acercamiento de dos átomos de carbono.
El paladio es un elemento rico en electrones y, por eso, los científicos los manipulan, junto con los del carbono, para acercarlos como atraídos por un imán.
Con esto, dos átomos de carbono pueden llegar a estar tan cerca que terminan uniéndose, logrando la reacción química que de otra manera no hubiese sucedido.
Tras la unión de los átomos de carbono, el paladio se libera y queda listo para una nueva reacción, lo cual implica que el paladio funciona como un catalizador, al facilitar la reacción, pero sin tomar parte de ella.
La técnica del acoplamiento cruzado del paladio catalizado la desarrolló Heck en la década de 1960, y Negishi y Suzuki la perfeccionaron y ampliaron hasta lograr la aplicación masiva.
Aplicación. Las aplicaciones del acoplamiento cruzado del paladio catalizado están en nuestra vida cotidiana desde hace bastante tiempo, especialmente en la electrónica y la medicina.
Por ejemplo, las nuevas pantallas de televisión, hechas de diodos orgánicos de emisión de luz (OLED, por sus siglas en inglés), utilizan moléculas orgánicas para emitir luz.
Esta tecnología también se utiliza para la creación de pantallas ultradelgadas, de tan solo unos milímetros de grosor.
En este momento, los científicos utilizan el acoplamiento cruzado del paladio catalizado para tratar de optimizar los tonos azules en las pantallas OLED.
En medicina, esta técnica ha permitido reproducir en laboratorio grandes moléculas que los científicos han encontrado en la naturaleza, en especial en los mares. Si no fuera por este descubrimiento, los científicos deberían estar extrayendo los compuestos de los animales que los producen, lo cual implicaría que probablemente tendrían poco material para trabajar, y el costo de contar con suficiente materia prima sería más alto.
Uno de estos compuestos con los cuales están trabajando en la búsqueda de una cura contra el cáncer es la discodermolina, un compuesto orgánico creado por la esponja de mar Discodermia dissoluta.
“Tomando en cuenta el desarrollo actual que se realiza en laboratorios de todo el mundo, las reacciones de Heck, Negishi y Suzuki parece que se volverán aún más importantes en el futuro”, señaló el Comité del Nobel.
“Realmente no estoy al tanto de todo lo que está haciéndose con esta reacción”, dijo Heck por teléfono a la agencia AP, tras señalar que se mostraba complacido por el anuncio de que había ganado el Nobel.
“Empecé a soñar con el Premio hace medio siglo, cuando llegué a Estados Unidos. Al encontrar a muchos laureados del Nobel, me di cuenta de que no era una ficción, sino una realidad que puede ocurrirle a todo el mundo, incluyéndome a mí”, dijo, por su parte, Negishi.
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