Nobel per la Chimica a List e McMillan, gli 'ingegneri delle molecole'

AGI - Il premio Nobel 2021 per la chimica è stato assegnato a Benjamin List e a David MacMillan "per lo sviluppo dell'organocatalisi asimmetrica". Benjamin List è tedesco e David MacMillan scozzese. L'uso dell'organocatalisi asimmetrica comprende la ricerca di nuovi farmaci e ha anche contribuito a rendere la chimica più rispettosa dell'ambiente.

Benjamin List

Nato nel 1968 a Francoforte, in Germania, Benjamin List ha concluso il suo dottorato di ricerca nel 1997 presso l'Università Goethe di Francoforte, con una tesi sulla "sintesi di una semicorrina della vitamina B12".

La sua ricerca è proseguita presso il Scripps Research Institute (TSRI), con sede a La Jolla in California, nel campo degli anticorpi catalitici.

List è attualmente il direttore del Max-Planck-Institut per la ricerca sul carbone, presso Mulheim an der Ruhr, in Germania.

L'organocatalisi è ora il campo principale della sua ricerca e proprio quello che gli ha permesso il conferimento del Premio Nobel per la Chimica di quest'anno.

David WC MacMillan

David WC MacMillan è nato anch'egli nel 1968 a Bellshill, nel Regno Unito. Laureato in chimica presso l'Università di Glasgow, ha poi concluso i suoi studi di dottorato di ricerca nel 1996 presso l'Università della California, Irvine, sotto la direzione del professor Larry Overman.

Negli anni i suoi studi si sono concentrati sullo sviluppo di una nuova metodologia di reazione diretta alla formazione stereocontrollata di tetraidrofurani biciclici, culminando nella sintesi totale del 7-(-)-deacetossialcionina acetato, un diterpenoide di eunicellina isolato dal corallo molle Eunicella stricta.

Tra il 2010 e il 2014, il professor MacMillan è stato il caporedattore fondatore della rivista Chemical Science, la rivista di chimica generale di punta pubblicata dalla Royal Society of Chemistry. MacMillan è attualmente professore di Chimica alla Princeton University, negli USA, ed il suo attuale campo di ricerca è proprio l'organocatalisi asimmetrica che gli è valsa oggi il Premio Nobel per la Chimica.

Uno studio rivoluzionario durante il quale ha applicato questi nuovi metodi alla sintesi di una vasta gamma di prodotti naturali complessi.

Costruire molecole è un'arte difficile. 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. Ad esempio, i catalizzatori nelle automobili trasformano le sostanze tossiche nei gas di scarico in molecole innocue.

I nostri corpi contengono anche migliaia di catalizzatori sotto forma di enzimi, che cesellano le molecole necessarie per la vita. I catalizzatori sono quindi strumenti fondamentali per i chimici, ma i ricercatori hanno creduto a lungo che esistessero, in linea di principio, solo due tipi di catalizzatori disponibili: metalli ed enzimi.

Benjamin List e David MacMillan vengono insigniti del Premio Nobel per la Chimica 2021 perché nel 2000, indipendenti l'uno dall'altro, hanno sviluppato un terzo tipo di catalisi.

L'organocatalisi asimmetrica

Si chiama organocatalisi asimmetrica e si basa su piccole molecole organiche. "Questo concetto di catalisi è tanto semplice quanto geniale, e il fatto è che molte persone si sono chieste perché non ci abbiamo pensato prima", afferma Johan Aqvist, presidente del Comitato Nobel per la Chimica.

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 rispettosi dell'ambiente che economici da produrre. La rapida espansione nell'uso di catalizzatori organici è principalmente dovuta alla loro capacità di guidare la catalisi asimmetrica.

Quando le molecole vengono costruite, spesso si verificano situazioni in cui si possono formare due molecole diverse, che - proprio come le nostre mani - sono l'immagine speculare dell'altra.

I chimici spesso vorranno solo uno di questi, in particolare quando producono prodotti farmaceutici.

L'organocatalisi si è sviluppata a una velocità sorprendente dal 2000. Benjamin List e David MacMillan rimangono leader nel settore e hanno dimostrato che i catalizzatori organici possono essere utilizzati per guidare una moltitudine di reazioni chimiche.

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.