Il Nobel per la chimica a List e MacMillan per lo sviluppo dei «catalizzatori»

Il premio Nobel per la chimica del 2021 è andato al tedesco Benjamin List e al britannico David MacMillan, entrambi cinquantatreenni. Il premio è stato assegnato loro per lo sviluppo dei «catalizzatori organici asimmetrici». I catalizzatori sono sostanze chimiche che facilitano le reazioni chimiche, senza però entrare a far parte del prodotto della reazione stessa. Nella marmitta catalitica dell’automobile, per esempio, assume questo nome in quanto essa stimola le reazioni che trasformano almeno parzialmente i gas di scarico tossici in gas innocui. I catalizzatori hanno un ruolo fondamentale per la produzione industriale in quanto servono a sintetizzare nuove molecole utili per vari scopi, dal campo dei nuovi materiali a quello farmaceutico, alimentare o cosmetico. Si calcola che i catalizzatori siano coinvolti nella produzione del 35% del Pil mondiale.

L’IMPORTANZA dei catalizzatori è nota sin dall’inizio del XIX secolo, ma per molto tempo si è ritenuto che solo i metalli e gli enzini potessero agire da catalizzatori. List e MacMillan nel 2000, simultaneamente ma indipendentemente, hanno dimostrato che esiste una terza tipologia di catalizzatori, gli organocatalizzatori basati sulle molecole organiche. Si tratta cioè di molecole basate sugli atomi di carbonio e che contengono altri elementi come ossigeno, zolfo o azoto, cioè allo stesso tempo largamente disponibili e non inquinanti. Oltre ai vantaggi dal punto di vista ambientale, questi catalizzatori hanno la capacità di sintetizzare molecole dotate di un orientamento spaziale. Molte molecole, infatti, si possono presentare in due modi speculari tra loro, un po’ come le due mani di una persona. Il problema è che negli esseri viventi spesso solo una delle due forme è utile ai fini biologici. I catalizatori asimmetrici si rivelano utili in quanto facilitano le reazioni chimiche in cui il prodotto è orientato nel modo giusto per la funzione biologica che deve svolgere.

LIST CERCAVA ALTERNATIVE ai catalizzatori enzimatici e MacMillan lavorava su quelli metallici, nel 2000, quando furono scoperti i catalizzatori organici. L’esempio della sintesi della stricnina, una molecola di grande interesse scientifico (non solo come veleno!), permette di rendersi conto del miglioramento: rispetto a quando fu sintetizzata per la prima volta nel 1952, oggi l’organocatalisi permette di accelerare la produzione di stricnina di 7000 volte.