Nobel 2021 per la chimica

L’Accademia di Stoccolma ha assegnato il premio Nobel per la chimica al tedesco Benjamin List, del Max-Planck-Institut di Mülheim an der Ruhr, e allo scozzese David MacMillan, professore all’Università di Princeton (USA). Indipendentemente uno dall’altro, i due scienziati hanno sviluppato l’organocatalisi asimmetrica: un metodo per rendere più economici ed ecocompatibili certi processi chimici, e per indirizzarli a produrre esattamente ciò che serve.

Le reazioni chimiche forniscono i mattoni di cui è fatto tutto ciò che ci circonda e sono alla base della realizzazione di moltissimi prodotti, fra cui farmaci, cosmetici, materiali plastici, coloranti, additivi alimentari, detergenti e così via. Spesso però questi processi possono avvenire soltanto in presenza di catalizzatori: molecole cioè che non entrano a far parte del prodotto finale, ma facilitano la reazione chimica che lo genera (per esempio, rendendola possibile a temperatura ambiente). Prima delle ricerche premiate con il Nobel 2021, gli scienziati conoscevano due tipi di catalizzatori: i metalli, che però possono ossidarsi e smettere di funzionare se esposti all’aria o all’umidità, e gli enzimi, che rendono possibili le reazioni chimiche che avvengono nelle nostre cellule, ma non sono di semplice impiego in un contesto industriale.

Benjamin List ha iniziato a occuparsi di organocatalisi asimmetrica negli anni novanta, lavorando con una borsa di studio post-dottorato allo Scripps Research Institute della California del sud. Qui scoprì le potenzialità della prolina, una molecola che entra nella composizione delle proteine, e che funziona benissimo come catalizzatore. Oltre ad agevolare i processi chimici, la prolina permetteva anche di indirizzarli. Infatti a volte le reazioni chimiche danno come prodotti due tipi di molecole, che sono uno l’immagine speculare dell’altro (un po’ come le nostre mani). L’organocatalisi asimmetrica permette invece di ottenere soltanto una delle due forme ed è oggi essenziale per l’industria farmaceutica.

Nello stesso periodo, anche MacMillan stava cercando un metodo per indirizzare le reazioni chimiche. Dopo aver tentato, senza successo, di utilizzate i metalli come catalizzatori, decise infine di provare con molecole più complesse, composte da carbonio e altri elementi. In questo modo riuscì a selezionare un gruppo di composti organici che facevano al caso suo, facili da ottenere e completamente biodegradabili.

List e MacMillan pubblicarono i loro studi nel 2000, a breve distanza l’uno dall’altro, e senza conoscere il lavoro del collega. Da allora, l’impiego dell’organocatalisi asimmetrica si è affermato nell’industria chimica ed è alla base di moltissime produzioni.