Premio para los catalizadores más potentes

El químico y catedrático del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), Stephen Buchwald, ha sido galardonado con el Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento 2015 en la categoría de Ciencias Básicas. El jurado ha destacado su carrera en la química y "la creación de catalizadores más eficientes, estables y de amplio espectro, que son muy útiles para desarrollar nuevos fármacos".

Más concretamente, los catalizadores creados por el premiado, usando paladio y cobre, están siendo utilizados para la síntesis de nuevas moléculas de interés en el tratamiento de enfermedades como cáncer, dida, artritis reumatoide o diabetes, según detalla el jurado.

Si el trabajo de los químicos consiste, en gran parte, en aportar elementos a una caja de herramientas con la que construir nuevos compuestos, Buchwald ha incorporado a esa caja catalizadores para formar enlaces moleculares carbono-nitrógeno y carbono-carbono. Estos enlaces, sobre todo el de carbono-nitrógeno son habitualmente utilizados en la industria farmacéutica, pero hasta la contribución de Buchwald era muy difícil conseguirlos de forma sistemática por la inestabilidad y limitaciones de los catalizadores con los que se contaba.

En toda reacción química tiene que haber una energía de activación. El catalizador modifica la energía de activación potenciándola o inhibiéndola, repercutiendo en la velocidad de reacción. Los catalizadores que Buchwald creó en la primera década del siglo XXI disminuyen la energía de activación haciendo que la reacción se produzca no solo de forma mucho más rápida, sino de forma estable y predecible, además de abarcar un amplio espectro de reactividad, lo que los convierte en instrumentos muy eficaces para la producción industrializada de moléculas.

El catalizador organometálico se compone de ligando, compuesto por moléculas orgánicas, y una parte metálica, que en el caso de Buchwald es paladio o cobre. Como ha explicado Avelino Corma, profesor de investigación del Departamento de Catalizadores del Instituto de Tecnología Química del CSIC-Universidad Politécnica de Valencia y secretario del jurado, "el denominado ligando de Buchwald es rico en electrones y estable al aire, lo que conduce a un catalizador organometálico muy activo y con un amplio espectro de reactividad. Su estabilidad ha permitido la fabricación a escala industrial".

En la década 1999-2009 fue el químico con más citas por artículo del mundo

Tras conocer la decisión del jurado, Buchwald ha asegurado que está "muy emocionado" y ha explicado que para él la química es "un desafío" del que se "enamoró" gracias al entusiasmo de uno de sus profesores en el instituto, y en el que aprecia aspectos "fundamentales y también prácticos". "Porque si tienes éxito tus resultados pueden tener aplicaciones en ámbitos muy distintos", ha apuntado.

En este sentido, ha admitido que aliciente ha sido conocer los productos que, en especial la industria farmacéutica, es capaz de fabricar gracias a su trabajo: "Es emocionante saber que, a partir de mi trabajo, alguien ha conseguido hacer un fármaco que va a ayudar a mucha gente", ha afirmado.

El "retorno" de la ciencia

Preguntado por los recortes que, debido a la crisis, ha sufrido la ciencia básica en España, el químico ha indicado que los políticos deberían saber que "interesa invertir en investigación básica desde el punto de vista económico, porque el retorno es altísimo". En este sentido, ha explicado que "hay muchas empresas que han empezado con una idea académica desde la universidad y, desde ahí han prosperado y generado puestos de trabajo". A su juicio, los gobiernos deberían mirar la ciencia siempre "a largo plazo".

Su trayectoria académica comienza en 1984 en el MIT, donde es nombrado catedrático en 1993. Y es ese mismo año cuando abre una línea más próxima a las aplicaciones relacionada con la formación de enlaces carbono-nitrógeno. Gradualmente la nueva investigación gana peso en el laboratorio hasta convertirse, por ahora, en la de mayor impacto en la carrera de Buchwald.

La razón del cambio fue el interés que despertó en la industria farmacéutica uno de sus resultados básicos: "Me decían que había una gran necesidad de poder realizar enlaces carbono-nitrógeno, así que comprendimos que era realmente importante, y poco a poco fuimos profundizando en ello", ha explicado.

En un área muy competitiva, atribuye a los miembros de su grupo un importante papel en el desarrollo de un método en el que cada idea es puesta a prueba con experimentos y modificada en consecuencia, hasta que se llega al "sistema óptimo".

En el caso del ligando en el catalizador para el enlace carbono-nitrógeno el proceso llevó unos siete años, y algo menos en el enlace carbono-carbono. Aun así, para Buchwald el reto no está cerrado del todo. Sus trabajos más recientes tienen que ver con otros enlaces, carbono-flúor y carbono-trifluorometilo, "ampliando aún más las posibilidades de fabricar nuevas moléculas", según explica el acta.

Buchwald es coautor de más de 420 artículos publicados en revistas internacionales y de 44 patentes. En la década 1999-2009 fue el químico con más citas por artículo del mundo y es miembro de la Academia Americana de las Artes y las Ciencias y de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.