Uno de los ejes principales de esta lección fue la química verde, a la que el científico mexicano describió como el diseño de productos químicos y procesos que minimicen o eliminen la producción y manejo de sustancias peligrosas para el medio ambiente y la salud humana

“La quiralidad es una propiedad muy importante de las moléculas. Con el concepto de quiralidad surge también el tema de la estereoquímica, es decir, el estudio de la orientación en tres dimensiones de los sustituyentes que forman parte de una molécula”, con estas palabras Eusebio Juaristi, miembro de El Colegio Nacional, inició la sesión cuatro Organocatálisis asimétrica del Curso corto de estereoquímica, que coordina e imparte.

La sesión se realizó el 13 de julio, en el Aula Mayor de esta dependencia, y se transmitió en vivo por las plataformas digitales de la institución. El químico mexicano recordó que hay moléculas quirales con actividad biológica y que uno de los dos enantiómeros que éstas contienen puede dar lugar a las propiedades de interés, mientras que el otro pudiera tener propiedades diferentes o ser inactivo, con lo anterior “surge la relevancia de que nosotros como químicas y químicos podamos sintetizar en el laboratorio moléculas quirales en una sola configuración”. En una analogía con la mano, el interés es llevar a cabo la síntesis de manera que se obtengan exclusivamente manos derechas o izquierdas y no una mezcla de ambas.

Al referirse a la catálisis asimétrica, el colegiado aseguró que este concepto permite que, a partir de una molécula del catalizador quiral, se puedan obtener cientos o miles de moléculas que también sean quirales y enantiopuras. La quiralidad está asociada con la simetría, es decir, cuando un objeto o elemento como la mano de las personas se distingue de su imagen reflejada en un espejo, es quiral.

“La catálisis es muy importante desde el punto de vista de la sustentabilidad, ahora podemos hacer métodos muy convenientes a partir de la multiplicación de la quiralidad”, sostuvo el especialista. Comentó que, en 2021, el Premio Nobel de Química se otorgó en el área de la organocatálisis asimétrica a los doctores Benjamin List y David McMillan.

Explicó que la organocatálisis asimétrica se empezó a desarrollar de manera sistemática y consistente en los últimos veinte años. El concepto se refiere al “empleo de pequeñas moléculas orgánicas, en cantidades catalíticas, en cantidades subestequiométricas, para la activación de sustratos pro-quirales en la ausencia de metales”. En otras palabras, un organocatalizador es una molécula orgánica que se puede usar, por ejemplo, para el desarrollo de fármacos y que puede ser menos dañina con el ambiente, porque no tiene metales. Con frecuencia, en la industria farmacéutica, la mayoría de las reacciones que se realizan son catalizadas en las que se utilizan metales de transición.

Agregó que entre sus ventajas se encuentran que no requieren disolventes secos, que son estables, tienen bajo costo, son disponibles, fáciles de preparar, además de que cuentan con un amplio alcance y ecológicamente son mejores. “Otro tema de gran interés en el siglo XXI es lo que llamamos la química verde, se refiere al diseño de productos químicos y procesos que minimicen o eliminen la producción y manejo de sustancias peligrosas para el medio ambiente y la salud humana”.

De acuerdo con Juaristi, es muy atractivo desarrollar o inventar moléculas que puedan, en cierto modo, emular o competir con biomoléculas, es decir, con la naturaleza, “se oye soberbio, pero es un reto desarrollar moléculas orgánicas que puedan llevar a cabo reacciones enantioselectivas con tanta eficiencia como las biomoléculas”.

En palabras del científico, el químico Royoji Noyori, Premio Nobel en 2001, dijo que el futuro de la humanidad dependía de que los químicos y químicas supieran dominar los conceptos de la química verde. “Motivados por este tipo de comentarios, comenzamos a trabajar en la química verde y, en particular, el desarrollo de las metodologías para hacer la organocatálisis más verde, si se puede más sustentable”.

“El término catálisis ya significa sustentabilidad”, puntualizó el colegiado, afirmó que, en ese sentido, se ha estudiado la posibilidad de utilizar agua como disolvente, porque es inocua y es un medio de reacción. “También hemos trabajado en el uso de líquidos iónicos como medio de reacción, son sales orgánicas con punto de fusión bajo y generalmente son sustancias líquidas a temperatura ambiente. Es importante desde el punto de la química sustentable, porque al ser sales no son volátiles y eso quiere decir que no se van a evaporar, además tienen la ventaja de no usar disolventes tóxicos”.

Expuso que este tipo de organocatalizadores también se pueden implementar en fuentes de energía más eficientes como de microondas y la energía mecánica a través de un molino. “La idea de llevar a cabo reacciones en ausencia de disolventes puede parecer ilógica o destinada al fracaso, porque generalmente se piensa que ninguna reacción puede proceder en ausencia del disolvente, esto ya lo había dicho Aristóteles; sin embargo, lo que estamos viendo es que las reacciones pueden ser incluso más rápidas que en solución”, finalizó.

Fuente: El Colegio Nacional