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Catarsi catalizzatore
I vincitori di quest'anno del Premio Nobel per la Chimica, annunciati mercoledì 5 ottobre, hanno scoperto i catalizzatori per un nuovo modo elegante di creare molecole organiche. Il loro lavoro ha aperto la possibilità di un'ampia gamma di catalizzatori sintonizzati con precisione per creare molecole che prima erano impossibili da realizzare o richiedevano una lunga serie di passaggi di sintesi.
Nel 1971, Yves Chauvin, che fece la sua ricerca pionieristica presso l'Institut Francais du Petrole, propose un meccanismo per spiegare le misteriose reazioni che i chimici delle compagnie petrolifere osservavano da decenni: sebbene i prodotti, incluso un precursore di una comune plastica, fossero familiari , la chimica dietro le reazioni era sconosciuta.
Ci è voluto il lavoro di Richard Schrock del MIT (clicca qui per vedere Schrock), un altro vincitore del premio di quest'anno, per confermare che Chauvin aveva ragione. Schrock ha realizzato catalizzatori metallo-carbonio che hanno smontato molecole con forti doppi legami e le hanno riassemblate.
Grazie al suo lavoro, i chimici ora sanno non solo come funzionano questi catalizzatori, ma anche che possono essere sintonizzati per creare prodotti diversi alterando la disposizione degli atomi attorno al nucleo del catalizzatore. Poiché sono possibili così tante combinazioni di metalli e atomi circostanti, il lavoro di Schrock ha aperto una prospettiva di possibilità per i chimici.
È stato molto emozionante, afferma Guillermo Bazan, uno studente laureato nel laboratorio di Schrock nel 1990, che per primo ha visto le prove che avevano il catalizzatore di cui avevano bisogno. Bazan, ora professore di chimica organica presso l'Università della California a Santa Barbara, è rimasto seduto a guardare con stupore per 20 minuti il picco che mostrava che i ricercatori del MIT avevano avuto successo. Aveva finito un lungo progetto, ma ricorda di aver pensato: 'Da dove cominciamo?' Perché avevamo così tante cose che potevamo fare.
Il catalizzatore, che utilizzava il molibdeno metallico, è stato descritto in un articolo del 1990. Due anni dopo, un altro chimico, Robert Grubbs, al Caltech, il terzo vincitore del premio, creò un catalizzatore usando il rutenio. Sebbene non sia attiva come quella di Schrock, la versione di Grubbs potrebbe essere utilizzata nelle condizioni di tutti i giorni. La praticità dei catalizzatori di Grubb ha portato a un uso diffuso.
I catalizzatori risultanti dalla loro ricerca sono diventati dominanti in molte aree della chimica, afferma Amir Hoveyda, professore di chimica al Boston College. Eppure Hoveyda afferma che le applicazioni della tecnologia non sono nemmeno realizzate dal 5 al 10 percento.
Tuttavia, numerosi composti preziosi, inclusi potenziali farmaci per l'epatite C, le infezioni fungine, l'influenza e l'AIDS, sono direttamente riconducibili al lavoro dei tre Nobel per la chimica di quest'anno. In effetti, almeno due farmaci che utilizzano questo tipo di catalizzatori sono ora in fase avanzata di sperimentazione umana.
Le reazioni rese possibili con i catalizzatori possono essere utilizzate anche per produrre materie plastiche avanzate, come i polimeri elettricamente conduttivi.
Per molte reazioni, i catalizzatori prodotti da Schrock e Grubbs hanno portato a processi sintetici molto più efficienti. Sono le reazioni più pulite con cui potresti avere a che fare, afferma Sarah Dolman, una neolaureata del gruppo Schrock, che ora lavora alla Merck Frosst, un'azienda farmaceutica con sede a Kirkland, in Canada.
Sebbene questi catalizzatori abbiano dimostrato il loro valore pratico e promettano molte più applicazioni, Schrock sottolinea che questi progressi sono tutti dovuti al fatto che agli scienziati è stato permesso di assecondare la propria curiosità. Queste scoperte iniziali erano il risultato di ricerche di base, non sapevo dove sarebbe andato a finire, ha detto Schrock.