«Costruire molecole è un’arte difficile. Benjamin List e David Macmillan hanno ricevuto il Premio Nobel per la Chimica 2021 per lo sviluppo di un nuovo strumento preciso per la costruzione molecolare: l’organocatalisi». Come funziona
Il premio Nobel per la chimica 2021 è stato assegnato a Benjamin List e a David W.C. Macmillan «per lo sviluppo dell’organocatalisi asimmetrica», ossia una nuova tecnica di catalisi, che permette di utilizzare molecole organiche con una procedura più semplice ed efficace. Questa branca della chimica utilizza semplici molecole organiche per guidare la preparazione di importanti prodotti di interesse principalmente farmaceutico, cosmetico, alimentare in maniera sostenibile.
Ma chi sono i due scienziati premiati?
Benjamin List è nato nel 1968 a Francoforte, Germania. Ha conseguito il dottorato di ricerca nel 1997 presso la Goethe University di Francoforte, Germania e attualmente è direttore del Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mülheim an der Ruhr, Germania.
David William Cross Macmillan è un chimico di origini scozzesi nato nel 1968. Ha insegnato chimica all’università di Princeton, dove è stato anche presidente del Dipartimento di chimica dal 2010 al 2015.
Delle ricerche di List e Macmillan è stata premiata la nuova tecnica che i due ricercatori hanno messo a punto, chiamata organocatalisi. Questa tecnica permette di combinare fra loro le molecole per ottenerne di nuove, evitando che durante la reazione possano avvenire contaminazioni. Grazie a questa tecnica è possibile ottenere, per esempio, nuove molecole di interesse farmacologico, celle solari di nuova generazione oppure batterie più efficienti oltre ad avere ricadute importante nello sviluppo di una tecnica amica dell’ambiente e funzionale alla chimica verde.
Come si legge nella motivazione del Premio «costruire molecole è un’arte difficile. Benjamin List e David Macmillan hanno ricevuto il Premio Nobel per la Chimica 2021 per lo sviluppo di un nuovo strumento preciso per la costruzione molecolare: l’organocatalisi. Ciò ha avuto un grande impatto sulla ricerca farmaceutica e ha reso la chimica più verde. 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. 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 sono stati insigniti del Premio Nobel perché nel 2000, in modo indipendente, hanno sviluppato un terzo tipo di catalisi ossia l’organocatalisi asimmetrica che si basa su piccole molecole organiche».
Si continua a leggere nella nota di come «i catalizzatori organici abbiano 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 sia economici da produrre. La rapida espansione nell’uso di catalizzatori organici è principalmente dovuta alla loro capacità di guidare la catalisi asimmetrica».
L’organocatalisi si è quindi sviluppata a una velocità sorprendente dal 2000 dimostrando che i catalizzatori organici possono essere utilizzati per guidare una moltitudine di reazioni chimiche, reazioni che possono servire per costruire in modo più efficiente qualsiasi cosa apportando un grande beneficio all’intera umanità.
Un premio, afferma Nausicaa Orlandi, Presidente della Federazione nazionale degli ordini dei chimici e dei fisici, che vede «la scienza, nelle figure dei chimici e dei fisici, diventare il traino per lo sviluppo di un’economia e di una società a impatto climatico e ambientale zero che apra al futuro per garantire non solo una produzione che tenga conto del ciclo di vita del prodotto e del suo riutilizzo o riciclo, ma anche che incida sui processi produttivi sostenibili, innovativi, con riduzione di consumi e materie prime».
Elsa Sciancalepore
