Stephen Buchwald (Indiana, Estados Unidos; 1955) es director asociado del Departamento de Química del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y desde 1997 ostenta la Cátedra Camille Dreyfus Professor en esta misma institución. Es precisamente en el MIT donde comienza su trayectoria académica en 1984, y es nombrado catedrático en 1993.
Buchwald se formó en Química en la Universidad de Brown y se doctoró en la Universidad de Harvard en 1982. Su tesis doctoral, bajo la dirección de Jeremy R. Knowles, versó sobre el mecarnismo de reacciones de transferencia de fosforilo en química y bioquímica. Su investigación posdoctoral en el California Institute of Technology (Caltech) también es de carácter básico.
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, con un índice H de 123. Buchwald es miembro de la Academia Americana de las Artes y las Ciencias y de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos. Su trayectoria le ha valido numerosos reconocimientos, entre los que figuran el Premio al Trabajo Creativo en Química Orgánica Sintética y el Premio en Química Organometálica de la Sociedad Americana de Química, la Medalla Linus Pauling y el MERIT de los Institutos Nacionales de la Salud de Estados Unidos.
Discurso
Ciencias Básicas VII edición
Muy a menudo, lo que hay detrás de un gran avance tecnológico es un nuevo enlace químico. En la última década, por citar un ejemplo, la industria farmacéutica ha multiplicado su capacidad para sintetizar fármacos gracias al descubrimiento de una forma muy eficiente de unir átomos de carbono y de nitrógeno. El autor del hallazgo es el químico estadounidense Stephen L. Buchwald, ganador de la séptima edición de los Premios Fronteras del Conocimiento en la categoría de Ciencias Básicas.
La química que ha hecho posible el trabajo de Buchwald, catedrático en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), ha causado un «enorme impacto» en la «síntesis eficiente de modernos productos farmacéuticos y compuestos para uso agrícola», señala el acta del jurado. De hecho, «está siendo aplicada a la creación de fármacos para numerosas enfermedades».
Los átomos se enlazan formando moléculas, que forman macromoléculas, que forman compuestos… como en un mecano universal invisible. El juego, sin embargo, tiene reglas estrictas que determinan qué átomos y moléculas reaccionan —y en qué condiciones—, por lo que crear nuevas piezas del mecano puede no ser nada sencillo. En eso ha consistido, de forma metafórica, el trabajo del galardonado.
Buchwald ha ampliado el universo químico aportando catalizadores para formar enlaces atómicos carbono-nitrógeno y carbono-carbono. Estos enlaces, en especial el de carbono-nitrógeno, cumplen un papel clave en los fármacos y por tanto son muy demandados por la industria, aunque hasta la contribución de Buchwald no se disponía de catalizadores para generarlos de forma sistemática.
Los catalizadores son compuestos que hacen posible una determinada reacción. Los átomos de carbono y nitrógeno presentes en moléculas orgánicas no tienden a enlazarse entre sí, pero en cambio sí se unen fácilmente cada uno de ellos al catalizador. Así, este compuesto aporta, por una parte proximidad, pues los átomos de carbono y nitrógeno se sitúan más cerca entre sí al enlazarse a una mis- ma molécula de catalizador, pero además, el catalizador proporciona las propiedades electrónicas adecuadas para que se produzca el ansiado enlace carbono-nitrógeno. Logrado este objetivo, el catalizador se separa y queda de nuevo disponible, de forma que el ciclo catalítico puede repetirse miles de millones de veces.
El tipo de catalizador usado en los enlaces carbono-nitrógeno y carbono-carbono —así como en otros muchos— tiene una parte metálica y también una molécula llamada ligando. La gran contribución de Buchwald está en esta última. El ligando de Buchwald, que en realidad es toda una familia de ligandos con estructura similar, además de muy activo es estable al aire, lo que facilita enormemente su manejo. Son estas cualidades las que han hecho posible el uso de estos catalizadores —y por tanto de las reacciones carbono-carbono y carbono-nitrógeno— a escala industrial. Una medida de la importancia de este avance es que en los años de 1999 a 2009 Buchwald fue el químico con más citas por artículo en todo el mundo.
La gran relevancia práctica de su trabajo no significa, sin embargo, que Buchwald dedique su actividad solo a la investigación aplicada. Por propia experiencia sabe que: «la química tiene aplicaciones en áreas muy distintas, desde la medicina a los materiales, y si tienes éxito el impacto puede ser grande». No obstante piensa, a su vez, en la química «desde un punto de vista práctico y también fundamental», y asegura que ambas facetas le apasionan. De hecho, comenzó su carrera como investigador básico, y hoy día en su laboratorio siguen coexistiendo y alimentándose mutuamente ambas líneas de investigación, fundamental y aplicada.
La química es para Buchwald un desafío que le cautivó siendo aún muy joven: «En el instituto tuve un profesor de química magnífico, joven y dinámico, que me contagió; después tuve la oportunidad de pasar un verano haciendo investigación antes de entrar en la universidad y allí me enamoré de la química. De la química y de la gente, porque te relacionas con mucha gente interesante».
Stephen Buchwald se formó en Química en la Universidad de Brown y se doctoró en la Universidad de Harvard en 1982. Tras una estancia posdoctoral en el Instituto de Tecnología de California (Caltech), llega al MIT en 1984. Es en 1993 cuando inicia una línea de trabajo más próxima a las aplicaciones, relacionada con la formación de enlaces carbono-nitrógeno.
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», declara.
En un área tan competitiva, atribuye a los miembros de su grupo un importante papel. En su laboratorio cada idea es puesta a prueba con experimentos, y modificada en consecuencia, hasta que se llega al sistema óptimo. Fue así como llegó a crear la clase de ligandos que lleva su nombre: «La idea original para su estructura resultó de una combinación de empirismo e intuición con el fin de corregir deficiencias en los ligandos que usábamos hasta entonces», explica. Sus trabajos más recientes siguen ampliando las posibilidades del universo químico con otros enlaces como carbono-flúor y carbono-trifluorometilo. La aventura continúa.
