28 de gener de 2003
 

Estimado Presidente, distinguidos invitados, damas y caballeros:

Ruego acepten mi más sincera gratitud en esta espléndida ocasión por recibir el título honorífico más prestigioso de la Universidad de Alicante, una de las universidades más importantes de España. Me siento enormemente honrado por haber sido incluido entre los pocos elegidos para recibir dicho título en el continente asiático, y el primero de Japón. Le agradezco al respetable colega científico y profesor Miguel Yus que reconociera mi carrera científica de toda una vida y me nominara ante el comité de selección. Comparto el honor con mis colaboradores de Nagoya y otras instituciones que han llevado a cabo un continuo esfuerzo intelectual y técnico. Con mucho gusto, pasaré a explicarles lo que hemos logrado desde mediados de 1960.

Como químico, me intereso por las moléculas y los conjuntos moleculares. Según ilustra la imagen [Transparencia nº 1], se han llegado a conocer muchos tipos de moléculas. Toda molécula, por definición, tiene una composición elemental fija, una conectividad atómica definida, una única estructura tridimensional y ciertas formas. A partir de tales características estructurales emergen funciones moleculares interesantes e importantes. Más importante aún, en principio cualquier molécula es susceptible de ser diseñada y sintetizada a voluntad. Luego podríamos generar un variado abanico de propiedades y funciones a través de la química.

A mí me interesa concretamente la asimetría molecular, también conocida como quiralidad. Como ilustra la imagen [Transparencia nº 2], la quiralidad molecular suele aparecer cuando un átomo de carbono está formado por cuatro átomos o grupos diferentes. Eso hace posible la aparición de dos esteroides isómeros llamados enantiómeros. Cada isómero es la imagen especular del otro y posee una energía libre idéntica. Esta diferencia es muy sutil pero adquiere importancia cuando los enantiómeros participan en fenómenos biológicos o fisiológicos. Por lo general, los enantiómeros huelen y saben diferente. La diferencia estructural entre ellos puede ser grave en la administración de drogas sintéticas. Un claro ejemplo de la relación entre la actividad farmacológica y la quiralidad molecular fue el que proporcionó la trágica administración de talidomida a mujeres embarazadas en los años sesenta. Mientras que la talidomida dextrógira posee excelentes propiedades analgésicas, su enantiómero levógiro es un teratógeno que causa malformaciones fetales. Por desgracia, el medicamento de la talidomida consistía en una mezcla del 50% de moléculas dextrógiras y levógiras. Es imprescindible evitar problemas como éste usando medicamentos de farmacia simétricos.

En realidad, el acceso práctico a componentes enantioméricamente puros es uno de los grandes retos en el desarrollo de fármacos, agroquímicos, sabores y fragancias. No obstante, la síntesis selectiva de moléculas dextrógiras o levógiras por medios químicos, o “síntesis asimétrica”, fue una tarea difícil durante mucho tiempo. Hace más de 150 años, en 1851, Louis Pasteur afirmó que “la disimetría es la única y clara frontera entre la química biológica y no biológica. Una fuerza simétrica física o química no pueden causar disimetría molecular”. Esta afirmación, aunque en realidad no es cierta, fue considerada verdadera desde un punto de vista práctico hasta hace veinte años. El acceso a componentes levógiros o dextrógiros puros ha dependido principalmente de la biotecnología en el uso de microorganismos formados por enzimas. A pesar de ello, la biotecnología sólo permite acceder a un tipo limitado de las substancias que son necesarias en la naturaleza. Nuestra salud y nuestra calidad de vida dependen en gran parte de sustancias hechas por el hombre. Por esa razón, es necesario que logremos una síntesis asimétrica eficaz.

Resolveríamos este viejo problema inventando catalizadores artificiales eficientes como los que ilustra el esquema [Transparencia nº 3]. Nosotros usamos un catalizador quiral molecular que consiste en un metal y un ligando quiral acoplado. El centro activo del metal genera reactividad catalítica, acelerando repetidamente la reacción, mientras el ligando quiral presente controla la simetría de los productos de la reacción. Esto se ha convertido en un principio general de la catálisis asimétrica, muy practicado en la síntesis orgánica.

Descubrimos este principio por suerte en 1966 durante un estudio sobre el anillo de tres miembros que forma una reacción. Aunque la diferencia quiral era muy leve (sólo del 55:45, lejos del 100:9 y poco significativa), se trataba del primer ejemplo de catálisis asimétrica mediante un catalizador molecular organometálico quiral de estructura bien definida.

Más tarde decidimos la hidrogenación por multitud de razones. H2 es la molécula más simple y procede de una fuente limpia y abundante. H2 presenta unas aplicaciones ilimitadas a la ciencia básica y aplicada, la tecnología e incluso la industria. Incorporar moléculas de hidrógeno a sustancias orgánicas insaturadas es la reacción química más básica, pero los métodos eficaces seguían siendo bastante limitados. Por esa razón, en 1980 inventamos una molécula quiral especial, BINAP, y la combinamos con varios metales de transición para formar catalizadores quirales de hidrogenación. El desarrollo del sistema combinado BINAP-rutenio fue un adelanto importantísimo, ya que ofrecía enormes posibilidades. Esta hidrogenación asimétrica permite la síntesis eficaz de terpenos, vitaminas, antibióticos ?-lactam, aminoácidos, alcaloides, prostaglandinas y otros compuestos de interés biológico, además de materiales avanzados. La eficacia del análisis asimétrico artificial compite y en algunos casos supera a las enzimas naturales. Al contrario que con las enzimas, cabe la posibilidad de obtener tanto catalizadores levógiros como dextrógiros. Este tipo de química no es sólo útil para la síntesis de laboratorio de componentes quirales, sino también es muy importante a niveles industriales. De hecho, nuestro método se ha aplicado a la producción a gran escala de “carbapenems” antibióticos y de un medicamento antibacteriano. Nuestro sistema combinado BINAP-rodio cataliza la reacción mutante asimétrica de 1,3-hidrógeno que desempeña un papel clave en la producción industrial del mentol, una importante fragancia establecida en Takasago International Corporation. Un tercio de la demanda mundial se cubre hoy en día mediante este método.

Como químicos, estamos orgullosos de que nuestros conocimientos acumulados nos permitan convertir recursos naturales, incluido el petróleo y la biomasa, en distintas sustancias químicas de alto valor añadido. Así contribuimos al bienestar de la humanidad. La química puede crear grandes valores de la nada, prácticamente. En concreto, un estudio de la quiralidad molecular podría proporcionar grandes ventajas científicas, técnicas e incluso industriales en los próximos años. Nuestro trabajo, junto con los esfuerzos de otros científicos de todo el mundo, ha hecho realidad el sueño de todo químico, mejorando de forma dramática los procesos de la síntesis química. Los adelantos en este campo tecnológico han dado lugar a un enorme potencial económico en la fabricación de químicos muy valiosos. Es para mí un gran orgullo haber podido contribuir al inicio y el desarrollo de este importante logro científico.

Muchas gracias.