¿Qué es la catálisis asimétrica?

El Premio Nobel de Química ha recaído este año en tres investigadores que han dedicado su esfuerzo al estudio de la síntesis de moléculas quirales mediante el uso de catalizadores. El conjunto de estas reacciones conforman el área de la química que se denomina catálisis asimétrica. Para entender la trascendencia del trabajo de estos investigadores es preciso definir qué se entiende por una molécula quiral.

El término quiral proviene del griego (mano), y hace referencia a aquel objeto que no coincide con su imagen en el espejo, del mismo modo que nuestras manos no pueden superponerse entre sí. También las moléculas pueden presentar esta propiedad y decimos de ellas que son quirales.

Los seres vivos están compuestos por moléculas quirales como las proteínas, los ácidos nucleicos o los hidratos de carbono, y las funciones biológicas de las que depende el curso de la vida dependen del reconocimiento preciso entre moléculas que son quirales. La naturaleza, durante millones de años, ha perfeccionado la síntesis de las moléculas quirales que intervienen en los procesos biológicos. Así, es capaz de sintetizar un compuesto quiral de un modo muy eficiente y sin que se produzca simultáneamente la especie que es su imagen en el espejo. Para los químicos esta tarea reviste una enorme dificultad.

Las aportaciones de los laureados se centran en este problema: el desarrollo de procedimientos para la preparación selectiva de moléculas quirales. Para este cometido utilizan unas sustancias que se denominan catalizadores, generalmente especies metálicas, que son capaces de efectuar multitud de veces una reacción química. De este modo, una pequeña cantidad del catalizador permite la transformación de un elevado número de moléculas, de un modo análogo a como las enzimas actúan en los seres vivos.

Durante los últimos años, la demanda de productos quirales sintéticos por parte de diversas industrias como la agroquímica, la de los aromas o la farmacéutica ha crecido extraordinariamente, y por ello, el perfeccionamiento de las reacciones de preparación de estos compuestos tiene una repercusión práctica muy importante. Los trabajos de Sharpless, Noyori y Knowles han contribuido decisivamente a la comprensión de los procesos catalíticos y a su aplicación en la síntesis de moléculas quirales. Sus aportaciones, junto con las de otros pioneros en este campo, han provocado el extraordinario desarrollo que ha experimentado la catálisis asimétrica las últimas dos décadas, llegando a convertirse en un área de notable importancia dentro de la química.

Antonio Pizzano es investigador del Instituto de Investigaciones Químicas (Sevilla).