La Real Academia Sueca de las Ciencias reconoció con el Premio Nobel de Química al profesor emérito de la Universidad Paris-Saclay de Francia, Henri B. Kagan y del químico orgánico japonés, Kenso Soai, por de resolver uno de los grandes enigmas de la ciencia: la asimetría, un principio fundamental para la creación de fármacos, fragancias y nuevos materiales.

“Henri Kagan y Kenso Soai han aportado una solución a un misterio químico de más de un siglo de antigüedad: cómo puede surgir espontáneamente la homoquiralidad. Las reacciones químicas que han desarrollado son espectaculares”, declaró Heiner Linke, presidente del Comité Nobel de Química, durante la revelación de los ganadores.

¿En qué consiste su descubrimiento? cuando ocurren algunas reacciones químicas, se crean dos moléculas que son imágenes especulares la una de la otra, es decir, que no se pueden superponer una sobre otra, porque son asimétricas.

Lo curioso es que en la naturaleza, los componentes básicos que forman los organismos vivos en la Tierra solo utilizan una de esas versiones. Esto es particularmente importante para la creación de fármacos, porque mientras una tiene efectos terapéuticos y se usa en la creación de medicamentos, su contraparte puede que no produzca ningún efecto o bien, que genere efectos secundarios innecesarios o perjudiciales.

El trabajo de Henri B. Kagan

Para entender el fenómeno de la homoquiralidad de las moléculas, suele usarse como ejemplo nuestras manos. Derecha e izquierda son parecidas, pero no iguales. En el caso de las partículas sus diferencias son claves para que la naturaleza, o la industria, las use o no.

Desde la década de los 80, Kagan se dedicó a perfeccionar reacciones asimétricas para crear un mayor número de imágenes espectaculares, es decir, de moléculas que podrían ser “útiles” en la farmacéutica o en la investigación.

Antes de él, las usaban catalizadores con un átomo de metal que funcionaba como motor de la reacción y una sustancia quiral que garantizaba que la reacción fuera asimétrica y se pudieran obtener enantiómeros, es decir, imágenes especulares que no son superponibles entre sí.

El secreto es que usaban un enantiómero lo más puro posible en el catalizador, porque asumían que si combinaban dos enantiómeros simétricos en el catalizador, la quiralidad del catalizador se transfería a la quiralidad del producto. Kagan se dio cuenta que esto no funcionaba así, entonces comenzó a probar con diferentes combinaciones de enantiómeros en el catalizador para ver cual servía para potenciar la formación de uno de los enantiómeros.

“Cuando Kagan combinó diferentes proporciones de enantiómeros en el catalizador, surgieron los efectos mostrados en la figura. El exceso de uno de los enantiómeros en el producto de la reacción fue mayor que el exceso en el catalizador. Al graficar sus resultados, obtuvo un efecto no lineal”, explica el Comité de os Nobel en un comunicado.

A mediados de los ochenta, su investigación le llevó a tener tres reacciones asimétricas diferentes que presentaban lo que los químicos denominan efectos no lineales.

El avance de Soai

El químico japonés usó los avances de Kagan para diseñar la primera reacción química en la que sólo se formó una de las posibles imágenes especulares, un fenómeno que nadie había logrado en laboratorio y que solo era visible en la naturaleza.

Para conseguirlo, Kenso comenzó analizando las estructuras del catalizador y del producto resultante y descubrió que tenían muchas similitudes significativas. Así que se propuso crear catalizadores por medio de un proceso autocatalítico y asimétrico.

Tras muchas pruebas, logró encontrar una sustancia quiral —el 5-pirimidilalcanol— capaz de autogenerarse. Luego de años en el laboratorio, en 2003 logró una reacción química donde se generaba un enantiómero, el cual formaba copias de sí mismo, es decir, lograba crear quiralidad a partir de una combinación no quiral de moléculas.

Un avance histórico

Los descubrimientos de Kagan y Kenso se han convertido en pieza clave para diseñar reacciones no lineales que produzcan enantiómeros puros usados para crear sustancias útiles en la industria farmacéutica y en la elaboración de fragancias, agroquímicos y nuevos materiales.

Además, su trabajo ha contribuido a entender mejor la síntesis orgánica asimétrica y la homoquiralidad, un proceso que incluso ha ayudado a entender más los procesos que ocurren en los seres vivos.