Nobel de química: catàlisi amb pal·ladi

Avui en dia estem tan acostumats a la química que ens costa adonar-nos de com de difícil pot arribar a resultar el sintetitzar un producte determinat. Cal fer que diferents àtoms o grups d’àtoms reaccionin entre ells de manera precisa, situant-se en posicions determinades i generant el mínim de productes secundaris. No serveix de res aconseguir fabricar el compost més interessant del món si en fer-ho generem també milions d’altres productes que no són interessants però que emmascaren el que si que volem.

Si tenim present això és fàcil comprendre el motiu pel que aquest any han donat el premi Nobel de química a tres investigadors, Richard Heck, Ei-ichi Negishi i Akira Suzuki per les ”reaccions catalitzades per pal·ladi en la síntesi orgànica”. Un nom complicat que vol dir que fent servir l’element químic pal·ladi van trobar la manera de controlar la manera d’enganxar àtoms de carboni. I això va permetre sintetitzar un nombre increïble de noves molècules.

Que fossin àtoms de carboni no és irrellevant. La major part de la química relacionada amb els éssers vius fa servir el carboni com a element principal. Els àtoms de carboni s’uneixen en llargues cadenes que fan d’eix vertebral de la molècula. Després s’hi uneixen altres àtoms fins completar el producte en particular, però el carboni és la base. Per això resultava important pels químics trobar la manera d’unir dos àtoms de carboni sense fer malbé la resta. A més, calia que s’unissin de manera precisa i que no es generessin productes secundaris. Sense aquesta capacitat hi havia descobertes que resultaven desesperants.

Per exemple, de vegades s’identifiquen molècules útils per tractar el càncer, per reduir la inflamació o per matar microbis. És freqüent que s’obtinguin a partir d’organismes més o menys exòtics. Coralls, esponges, molses, fongs... I es donava el cas de molècules extremadament útils que, simplement, no podíem purificar en prou quantitat perquè l’organisme que les feia era molt escàs. Per això calia trobar la manera de fabricar les molècules en el laboratori. I això és el que van aconseguir els tres guardonats.

La clau va ser fer servir pal·ladi com a catalitzador. Un catalitzador és un àtom que ajuda a que altres dos àtoms es trobin i reaccionin. Al final tenim els dos àtoms interessants enganxats i el catalitzador lliure per repetir la operació. Exactament el que fa una celestina, però a nivell atòmic. Als anys 50 es feia servir el pal·ladi com a catalitzador per convertir l’etilè en acetilè. En Richard Heck es va interessar per aquest ús i va començar a aprofundir-hi. I quatre anys més tard va desenvolupar el que avui es coneix com la “reacció de Heck”, que permet unir específicament determinades molècules que contenen carbonis, aprofitant les característiques del pal·ladi.

A partir d’aquí es van anar trobant altres reaccions que, aprofitades intel·ligentment, permetien anar construint molècules cada vegada més grans. Avui es disposa d’un grapat de reaccions químiques que han esdevingut algunes de les eines principals per anar fabricant molècules interessants als laboratoris. Algunes de increïblement grans. Ara ja no cal purificar els productes interessants a partir dels organismes que els produeixen. Això és una sort ja que cas de fer-ho, acabaríem amb moltíssimes espècies vives.

De fet, si actualment tenim a l’abast tants i tants productes nous és en bona part gràcies al treballs inicials de químics com els guardonats d’aquest any.