Catalizadores – Premio Nobel Quimica 2021

Nobel de Química 2021 por el desarrollo de la organocatálisis asimétrica, que genera moléculas más ecológicas y económicas, otorgado a Benjamin List y a David MacMillan que permitirá impulsar la investigación farmacéutica y la cosmética.

 Premio Nobel que abre las puertas a nuevos catalizadores orgánicos, basados en pequeñas moléculas orgánicas como las aminas o las tio-ureas así como su contribución a que "la química sea más ecológica". Comenzaron su proceso de estudio ya por el año 2000.

 Los catalizadores tienen la función de acelerar la cinética de procesos y/o la capacidad de que se pueda dar una reacción química que sería imposible sin la incorporación de estos. Son como si se tratase de mega-inyecciones de energía puntuales que permiten llegar más rápido o simplemente, llegar a que se dé una reacción concreta. Por ejemplo, los catalizadores de los coches, transforman sustancias tóxicas de la combustión en moléculas relativamente inocuas; El cuerpo humano contiene miles de catalizadores enzimáticos, que generan las reacciones necesarias para muchos procesos vitales.

 El 80% de las reacciones químicas industriales requieren de catalización.

 Los catalizadores, hasta ahora, eran conocidos como sustancias creadas por metales o por enzimas.

 Las nuevas ventajas de estos catalizadores orgánicos son, entre otras:

                      -         Los subproductos de la catalización son moléculas verdes (como el oxígeno): Ante la perspectiva futura de escasez de recursos naturales y elevada contaminación, la química tiene la responsabilidad de buscar sostenibilidad. La química verde busca la reducción del consumo de reactivos y energía en los procesos químicos, así como la minimización de los residuos que se puedan generar.

                      -         Son fáciles de obtener.

                      -         Son baratos de producir.

                      -         Son moléculas estables.

                      -         Generación de moléculas asimétricas: en ocasiones en una reacción química se obtienen 2 formas o especies simétricas (enantiómeros), pero con efectos distintos. Por ejemplo, hay fármacos cuyo activo principal tiene un efecto positivo, mientras que su enantiómero, puede resultar tener el efecto contrario. Pues bien, otro de los efectos positivos de la catálisis orgánica es que puede ser asimétrica y así permitir que sólo se acelere un tipo de enantiómero y no los 2.

                      -         Pueden aplicarse para impulsar multitud de reacciones químicas, capaces de formar materiales elásticos y duraderos, de almacenar energía en baterías o de bloquear la progresión de enfermedades, generar fármacos o cosméticos menos costosos de producir.

                      -         Permite catalizar reacciones imposibles de realizar con catalizadores metálicos o enzimáticos.

Los catalizadores y la cosmética:

 El empleo de catalizadores en la industria cosmética es muy importante:

                           -         Para generar nuevos productos de síntesis: nuevas moléculas de activos. Por ejemplo, el 2-feniletanol es el principal componente de la esencia de rosas y se utiliza como fragancia en la industria cosmética. La hidrogenación de óxido de estireno mediante catálisis heterogénea (por ejemplo con catalizadores de Ni y Ni-MgO) para la obtención selectiva de 2-feniletanol se plantea como una alternativa para solucionar los graves problemas medioambientales y económicos que presentan los métodos clásicos de obtención a nivel industrial. Este proceso estaría dentro de la nueva ola cosmética medioambiental, denominada clean-beauty.

                           -         Para activar en la piel reacciones bioquímicas que generen un beneficio dérmico. Por ejemplo, el agua de mar tiene múltiples elementos químicos biodisponibles (en su fase iónica), capaces de activar procesos bioquímicos de reacciones de reparación de la piel.

                           -         En ocasiones para acelerar procesos no deseados: En cosmética, en ocasiones, el empleo de ciertos metales, derivados de algunas sustancias, son capaces de actuar como catalizadores de procesos de oxidación, poniendo en peligro, por ejemplo, el enranciamiento en tiempo corto de una crema cosmética. Para ello, en ocasiones se emplean sustancias quelantes (EDTA, GLDA, ácido fítico) de metales para atrapar estos catalizadores y que no ejerzan este efecto no deseable en la evolución en el tiempo del cosmético.