El descubrimiento de las moléculas quirales se remonta a los tiempos de Pasteur, quien encontró en el ácido tartárico dos formas que eran imágenes especulares entre sí y que, además, reaccionaban de manera opuesta al ser expuestas a ciertas bacterias. Desde entonces, diversos investigadores intentaron replicar la homoquiralidad en el laboratorio con el objetivo de comprender su origen espontáneo y aplicar estos conocimientos al diseño de reacciones controladas con diferentes fines. Sin embargo, los primeros experimentos obtenían cantidades iguales de las dos variantes, sin poder reproducir la selectividad observada en la naturaleza.
A principios del siglo pasado, el químico alemán Willy Marckwald diseñó una reacción asimétrica capaz de producir una cantidad ligeramente mayor de una de las dos versiones. Lo logró mediante un catalizador quiral, una sustancia que facilita una reacción química sin consumirse y favorece la formación de uno de los enantiómeros. No obstante, la diferencia entre ambas variantes era pequeña.
Más tarde, en 1953, el físico teórico Charles Frank propuso un modelo matemático que planteó tres condiciones para reproducir la homoquiralidad: debía existir una reacción asimétrica capaz de favorecer una de las dos versiones; ese desequilibrio debía amplificarse, y la propia reacción debía producir el catalizador que la impulsaba. Esta última característica se denomina autocatálisis y genera una especie de retroalimentación positiva, en la que una pequeña ventaja inicial puede hacer que una de las variantes aumente cada vez más rápido hasta dominar la reacción.
La asimetría de la naturaleza fue replicada con éxito en el laboratorio
Estos trabajos fueron la base de la investigación de Henri Kagan, quien, desde principios de la década de 1980, se enfocó en perfeccionar las reacciones asimétricas por medio del estudio detallado del catalizador.
En aquel entonces, los científicos solían utilizar catalizadores formados por un átomo de metal que funcionaba como motor de la reacción y una sustancia quiral que garantizaba que el proceso fuera asimétrico. Suponían que, si utilizaban una mezcla con cantidades iguales de las dos versiones de esa molécula quiral, el resultado también sería una mezcla equilibrada.
Agréganos a tus Fuentes Preferidas en Google para seguir nuestro contenidoArrowEn los años siguientes, Soai siguió investigando para alcanzar la pureza casi absoluta que caracteriza a muchas moléculas presentes en los seres vivos. Finalmente, en 2003, presentó una reacción en la que, a partir de sustancias que no tenían una orientación definida, aparecía por azar una pequeña cantidad de una de las dos versiones. Esa pequeña diferencia podía utilizarse para producir muchas más moléculas de la misma variante. Poco a poco, una de ellas terminaba dominando la reacción y podía llegar a representar 99.99% del producto.
En otras palabras, la reacción formó solo una de las dos versiones especulares posibles. “Aparte de la vida misma, nadie había alcanzado tal hazaña con anterioridad. Gracias a Henri Kagan y Kensō Soai, ahora sabemos cómo puede surgir la homoquiralidad. Sus descubrimientos han sido decisivos para los químicos que diseñan reacciones para la fabricación de productos farmacéuticos”, concluyó el Comité Nobel.