Este sitio utiliza cookies para mejorar su experiencia de usuario. Al continuar utilizando este sitio, usted acepta nuestra POLÍTICA DE COOKIES.
Si tiene un número de miembro de ACS, ingréselo aquí para que podamos vincular esta cuenta a su membresía. (opcional)
ACS valora su privacidad. Al enviar su información, obtiene acceso a C&EN y se suscribe a nuestro boletín semanal. Usamos la información que proporciona para mejorar su experiencia de lectura y nunca venderemos sus datos a terceros.
La mejor forma de hacerse una idea de lo que es entrevistar a K. Barry Sharpless es jugar al pinball. Una vez que su mente termina, nunca se sabe exactamente hacia dónde rebotará la conversación. Los temas de discusión pueden ir desde la pesca en la costa de Jersey hasta los inhibidores de la acetilcolinesterasa y su querido perro mascota, Batty, en cuestión de minutos. Y Sharpless será el primero en admitir que su línea de pensamiento no es necesariamente lineal. “Normalmente no respondo preguntas”, admite. “No hablo con oraciones completas y me cuesta muchísimo escribir”.
El Medallista Priestley de este año, K. Barry Sharpless, es un maestro en hacer que las moléculas cumplan sus órdenes. Ha sido pionero en dos áreas influyentes de la química: la catálisis asimétrica y la química de clics. Y ha inspirado a legiones de químicos. Siga leyendo para descubrir cómo este fabricante de moléculas pasó de pescar en Manasquan, Nueva Jersey, a ganar el Premio Nobel de Química.
Los amigos, antiguos alumnos y colegas de Sharpless utilizan palabras como "excéntrico" y "poco convencional" cuando se les pide que lo describan. Pero la descripción a la que finalmente llegan todos es que "piensa como una molécula". La frase parece haberse originado con el propio Sharpless: aconsejaba a los estudiantes durante su tiempo como profesor de química orgánica de pregrado que hicieran precisamente eso. Aquellos que conocen a Sharpless dicen que resume su asombrosa habilidad para saber cómo se comportarán las moléculas y cómo puede hacer que cumplan sus órdenes.
Durante una carrera que abarca casi 50 años, esta intuición química le ha valido a Sharpless, quien es profesor de química WM Keck en Scripps Research en California, una lista de premios, incluida la mitad del Premio Nobel de Química de 2001, que llena dos páginas a espacio simple. sobre su currículum vitae. Este año está siendo reconocido con la Medalla Priestley 2019, el mayor honor de la American Chemical Society, por “la invención de métodos catalíticos de oxidación asimétrica, el concepto de química clic y el desarrollo de la versión catalizada por cobre de la reacción de cicloadición de azida-acetileno. ”
“Recibir el Priestley fue algo inesperado y es algo que nunca esperé”, dice Sharpless. A diferencia de muchos medallistas Priestley anteriores, se ha alejado de la política científica y de trabajar como editor de una revista de química. “Solo soy un químico que se ha pasado la vida tratando de hacer posible que los químicos hagan una mejor química”, dice.
Sharpless no previó una carrera en la ciencia central. Aunque se especializó en pre-medicina hasta su último semestre en la universidad, lo impulsaba su amor por el mar y albergaba pensamientos de convertirse en el capitán de un barco de pesca, al igual que su tío Dink, a quien Sharpless describe como la oveja negra de la familia.
Sharpless creció en Filadelfia, pero pasó los veranos de su juventud explorando el río Manasquan, donde se encuentra con la costa de Nueva Jersey. Su familia tenía una casa de campo cerca y dice que su madre lo dejaría vagar libremente. “Ahí es donde aprendí sobre la vida, sobre todo lo que siento curiosidad”, dice. Cuando Sharpless creció, comenzó a navegar con su tío Dink, pescando en el Manasquan.
Sharpless asistió a una escuela cuáquera en Filadelfia a la que atribuye haberle enseñado a leer y hablar alemán (una habilidad que encontraría útil más tarde para combinar la literatura química antigua). Pero dice que pasó la mayor parte de su tiempo soñando despierto con la pesca. “No aprendí mucho en la escuela excepto lo que tenía que hacer para sacar sobresaliente”, recuerda.
Sharpless comenzó sus estudios universitarios en Dartmouth College en el otoño de 1959. Como estudiante de primer año, se rompió la pierna en un accidente de esquí y pasó todo el período de invierno cojeando con muletas hasta la biblioteca para estudiar química orgánica. “No solo me gustaba, sino que podía recordarlo todo”, dice. “No creo que hubiera una pregunta que pudieran hacerme que no pudiera responder”.
“Fue el mejor estudiante entre los 135 estudiantes universitarios de Dartmouth en el primer curso que enseñé directamente de la escuela de posgrado en el otoño de 1960”, dice Tom Spencer, profesor emérito de química de Dartmouth. “Como novato, no tenía una base de comparación para apreciar cuán talentoso era este joven obviamente muy brillante y maníacamente enérgico, pero afortunadamente no lo desanimé de seguir una carrera en ciencias”.
Esos eran los días en que los depósitos de productos químicos estaban básicamente abiertos a los estudiantes, dice Spencer, y Sharpless no pudo resistir el canto de sirena de los productos químicos.
“La gente como yo, si entramos en un laboratorio, entonces tenemos la oportunidad de enamorarnos de verdad”, dice Sharpless. “Memoricé todos los productos químicos en el almacén: el olor, el sabor”, dice en un tono que hace que sea difícil saber si está bromeando. Ya sea que hable en serio o no, este tipo de experiencia sensorial no se recomienda, por motivos de seguridad.
Pero Sharpless nunca se quedó en Dartmouth durante el verano para investigar. “Me encantaba pescar más”, dice.
El padre de Sharpless, un cirujano, “había asumido que Barry iría a la escuela de medicina y seguiría sus pasos”, dice Spencer. Pero al ver el talento de Sharpless en química, Spencer lo animó a obtener un título de posgrado en el campo. “Un día me llamó su padre y me dijo: '¿Qué le estás haciendo a este chico?' Spencer recuerda. “Su padre se preguntó quién diablos era yo y por qué estaba tratando de meterme en la vida de Barry. Pero cuando describí los talentos de Barry, su padre se echó atrás y luego se convirtió en un partidario entusiasta”.
Para la escuela de posgrado, Sharpless se mudó al oeste a la Universidad de Stanford, donde trabajó en la biosíntesis del colesterol con Eugene E. van Tamelen como estudiante de posgrado y en química organometálica con James P. Collman como becario posdoctoral. Pero el evento más influyente que ocurrió durante el tiempo de Sharpless en Stanford fue cuando conoció a Jan Dueser en una fiesta en la playa. “Ene fue la cita de Doug Walgren, uno de mis amigos de Dartmouth”, recuerda Sharpless.
Los dos se fugaron un año y medio después, en 1965, y Sharpless le da crédito a ella por haberlo anclado y por gran parte de su éxito. Por ejemplo, gran parte de la escritura elocuente que aparece bajo la firma de K. Barry Sharpless, como su autobiografía Nobel y una historia que describe cómo perdió la visión en un ojo durante una explosión porque no llevaba gafas de seguridad, de hecho era , escrito por Jan.
(Un comentario aparte: Walgren pasó siete mandatos en la Cámara de Representantes de EE. UU., elegido por el Distrito 18 de Pensilvania. Él y Sharpless siguieron siendo amigos, y cuando Sharpless ganó el Premio Nobel en 2001, Walgren llamó y Jan respondió. Él le dijo: “ Solo piensa, Jan, si me hubiera casado contigo, tal vez podría haber sido presidente”).
En 1969, Sharpless se mudó a Massachusetts para estudiar enzimología como posdoctorado en el laboratorio de Konrad E. Bloch en la Universidad de Harvard. Al año siguiente, se convirtió en profesor asistente en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, donde pasó siete años antes de ocupar un puesto en la facultad de Stanford. Sin embargo, tres años después, se reincorporó al Departamento de Química del MIT.
En Stanford, Sharpless había estado tratando de desarrollar formas de oxidar asimétricamente los dobles enlaces, transformando el paisaje plano C=C en solo una de las dos posibles formas tridimensionales que contienen oxígeno. Recuerda haber sentido que su trabajo se había estancado. “Fue un mes después de que les dije que me iba para regresar al MIT que obtuvimos el gran avance en la epoxidación asimétrica”, dice. Si su grupo hubiera hecho el descubrimiento un mes antes, dice, "probablemente no me habría ido".
Sharpless demostró la utilidad de la epoxidación asimétrica aprovechándola para sintetizar la feromona (+)-disparlure de la polilla gitana.
Después de años de desarrollo en el laboratorio de Sharpless, la reacción que él y su postdoctorado Tsutomu Katsuki finalmente descubrieron fue la epoxidación asimétrica de Sharpless, que utiliza compuestos de titanio y ligandos quirales para transformar alcoholes alílicos primarios y secundarios en 2,3-epoxialcoholes de manera enantioselectiva. La reacción mostró que era posible usar metales de manera predecible para oxidar dobles enlaces con alta enantioselectividad y fue parte del trabajo citado por el comité del Nobel. Para demostrar la utilidad de la reacción, el grupo de Sharpless la usó para hacer (+)-disparlure, el químico que las polillas gitanas hembra usan como atrayente sexual.
Aparentemente, la feromona tiene cierto poder de permanencia. En 1980 se produjo una gran invasión de polillas gitanas en Nueva Inglaterra, mientras el laboratorio de Sharpless se trasladaba de Stanford al MIT. Cuando algunos de los miembros del grupo Sharpless bajaron del avión en Boston, las polillas atacaron su "ropa lavada pero aún atractiva" que habían usado en el laboratorio durante la síntesis de (+)-disparlure, recuerda Jan Sharpless.
La noticia del ataque de la polilla gitana llegó a Kathy Halbreich, quien en ese momento era directora del Centro de Artes Visuales Albert and Vera List en el MIT. En 1985, el artista de performance Thomas Kovachevich iba a residir en el MIT, y Halbreich le preguntó a Sharpless si sería posible una colaboración.
La obra de teatro resultante se llevó a cabo en un auditorio empinado en el MIT. En un gran pedestal cuadrado en el centro del auditorio, Sharpless y Kovachevich ondearon grandes hojas de papel de seda a las que se les había aplicado (+)-disparlure.
“La idea era que soltaría todas estas polillas gitanas en la parte superior de la habitación y mostraría cómo se dirigen directamente a estos papeles cubiertos con la feromona”, dice Rick Danheiser, profesor de química en el MIT.
Las pupas de polilla se ordenaron a un laboratorio de investigación del ejército para que eclosionaran el día de la actuación, recuerda Jan. “Eclosionaron justo a tiempo, pero lamentablemente, sus pequeñas alas no estaban completamente desarrolladas, por lo que los chicos no podían volar”, dice ella. "No es para preocuparse. Siendo el sexo lo que es, los muchachos fueron liberados en la parte superior de cada pasillo y gatearon y dieron tumbos por los escalones, luego intentaron saltar desde el piso hasta la plataforma”.
Sharpless había realizado una demostración similar para su clase de química orgánica de pregrado un año antes, recuerda Danheiser. En esa ocasión, las alas de las polillas macho se habían formado por completo, pero el sistema de ventilación había esparcido el (+)-disparlure por toda la habitación. Una vez liberadas, las polillas gitanas volaban frenéticamente por todas partes, recuerda Danheiser. Estaban aterrizando sobre los estudiantes y se produjo el pánico.
Aunque la exhibición de la polilla gitana no salió según lo planeado, Danheiser dice que demostró el estilo de enseñanza de Sharpless. “Barry siempre estaba tratando de encontrar algún tipo de forma de entretener a la clase pero también hacerlo de una manera informada”, dice Danheiser. “Su pasión por la química era evidente en sus conferencias y era contagiosa”.
La epoxidación asimétrica suscitó un entusiasmo increíble en la comunidad química, dice Eric Jacobsen de Harvard, quien fue posdoctorado en el laboratorio de Sharpless de 1986 a 1988. “No fue la primera reacción que usó metales de una manera útil para la síntesis orgánica, pero fue realmente la primera reacción que permitió a los químicos controlar la estereoquímica de una manera predecible”, dice.
Mientras Jacobsen estaba en el MIT, trabajó con Sharpless en la reacción que ahora se conoce como dihidroxilación asimétrica de Sharpless. En esta transformación, un alqueno reacciona con tetróxido de osmio en presencia de un ligando de quinina quiral para formar un solo diastereoisómero de un diol vecinal, en el que hay dos grupos –OH en carbonos adyacentes. Es otra de las reacciones de oxidación catalizadas quiralmente que le valieron a Sharpless el Premio Nobel.
“Barry se emociona increíblemente con las cosas cuando un resultado llama su atención, pero la gente del laboratorio no siempre tiene claro cuál será”, dice Jacobsen. “Fui muy afortunado porque pude trabajar en algo que llamó su atención. Y una vez que captaste su atención, fue increíble. Fue increíble la forma en que podía sumergirse en un problema y quedar absorbido por él”.
Jacobsen recuerda un Día de Acción de Gracias durante su posdoctorado cuando visitaba a su madre en la ciudad de Nueva York. “Suena el teléfono, contesta mi madre y es Barry Sharpless”, recuerda. “Ella sabía lo suficiente sobre trabajar en el laboratorio para saber que si su asesor lo llama el Día de Acción de Gracias, debe ser algo malo: hay un incendio en mi barrio o algo así”. Jacobsen tomó el teléfono con nerviosismo y descubrió que Sharpless simplemente quería hablar de química. “Solo quería seguir una conversación que habíamos tenido un par de días antes porque simplemente no podía dejar de pensar en eso”.
En 1990, Sharpless se mudó a Scripps, atraído por Richard Lerner, quien era presidente del instituto en ese momento. “Era obvio que era un genio químico”, dice Lerner.
Durante su tiempo en Scripps, Sharpless comenzó a pasar de la catálisis asimétrica a lo que se convertiría en química de clics. La idea central detrás de la química del clic es usar bloques de construcción moleculares que están cargados por resorte para "hacer clic" covalentemente solo entre sí.
Sharpless y Jan idearon juntos el apodo de la química del clic. Él dice que no pensó que se popularizaría, pero la etiqueta aliterada se ha mantenido, y la química del clic ha llegado a encontrar uso en campos muy diferentes de la ciencia, incluida la bioquímica, la ciencia de los materiales y la ciencia de superficies.
Aunque hay varias reacciones de clic diferentes, el principal ejemplo es la cicloadición de azida-alquino catalizada por cobre (CuAAC). Esta reacción une una azida y un alquino para formar un 1,2,3-triazol, que une los dos restos. Las reacciones entre azidas y alquinos no eran nuevas. Los informes de ellos se remontan a principios del siglo XX, y Rolf Huisgen, de la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich, suele atribuirse la solidificación del concepto a fines de la década de 1950.
Pero la transformación que ideó Huisgen tomó mucho tiempo, requirió temperaturas elevadas y produjo dos regioisómeros diferentes, difícilmente la reacción de resorte que Sharpless estaba buscando. En 2002, Sharpless y su grupo informaron que si usaban cobre (I) para catalizar la reacción, podían lograr que se desarrollara instantáneamente, en agua, a temperatura ambiente, y que solo producía un regioisómero.
Sharpless dice que a los químicos sintéticos les disgustaba la química del clic cuando él empezó a hablar de ella. “Era demasiado simple”, dice, y eso lo convertía en una afrenta para ellos. Pero científicos de otras tendencias vieron cuán útil podría ser la transformación. Podrían usarlo para garantizar vínculos en todo tipo de sistemas. Los científicos de superficies podrían usar la química del clic para anclar una molécula a una superficie; los bioquímicos podrían usarlo para unir una biomolécula a una molécula informadora. Estas personas solo necesitan una química de creación de enlaces que funcione de manera confiable y en casi cualquier condición, dice Sharpless. “Aquellos que necesitan vínculos, como los científicos de materiales y los biólogos que tienen que agarrar quién sabe qué de la alcantarilla, básicamente, no hacen preguntas. Están muy agradecidos de tener algo que funcione”.
“La química del clic fue completamente idea de Barry, completamente su inspiración”, dice MG Finn del Instituto de Tecnología de Georgia, quien obtuvo su doctorado en el laboratorio de Sharpless en la década de 1980 y, como colega en Scripps, trabajó con Sharpless en la química del clic. "Puedo enorgullecerme de ayudarlo a articular la visión y desarrollar los detalles de los conceptos, pero realmente estaba siguiendo el ejemplo de Barry en cada paso del camino".
La química de clics ha sido una herramienta innegablemente útil, pero la mayoría de la gente no lo vio así al principio, dice Jacobsen de Harvard. Recuerda cuando Sharpless comenzó a dar conferencias sobre la idea. “En ese momento había hecho dos grandes descubrimientos en catálisis asimétrica, y era realmente el gigante en el campo. Todo el mundo estaba bastante seguro en ese momento de que obtendría un Premio Nobel”, dice Jacobsen.
Así Sharpless sería invitado a dar conferencias. “En lugar de hablar sobre su trabajo en la oxidación asimétrica, comenzó a hablar sobre esta idea que parecía salir completamente del campo izquierdo”, continúa Jacobsen. “Decidió que lo que necesitamos son buenas reacciones. Algo que conectará las cosas de una forma totalmente fiable. Realmente no es así como suelen pensar los químicos. Los químicos piensan, 'Bueno, aquí hay una molécula que quiero hacer; déjame pensar en la mejor manera de hacerlo' o 'Aquí hay algo de reactividad que quiero entender y explotar; déjame ver qué puedo hacer con él. ”
Pero Sharpless decía que los químicos necesitaban una reacción confiable que conectara las cosas bajo todo tipo de circunstancias. “Y recuerdo que el público se miraba pensando que se había vuelto loco”, dice Jacobsen. “Me gustaría decir que en ese momento supe que él estaba en algo, que lo conocía lo suficientemente bien y había experimentado su genio lo suficiente como para saber que estaba en una muy buena idea. Pero la verdad es que no creo que nadie viera lo que venía. Solo Sharpless vio que esta idea que tenía para descubrir grandes reacciones, cualquier reacción que pudiera conectar cosas y ser totalmente general, sería transformadora en química.
“Habló sobre eso antes de tener la reacción”, agrega Jacobsen. “Y recuerdo que la gente estaba casi enojada con él cuando daba charlas porque lo invitaron a hablar sobre la catálisis asimétrica y comenzó a hablar sobre esta idea loca, describiendo una reacción que ni siquiera había descubierto”.
"Definitivamente mucha gente pensó que estaba loco", coincide Finn. “Aquí tenía uno de los principales laboratorios de catálisis asimétrica, y desde el exterior parecía que quería hacer algo completamente diferente. Luego procedió a decir que lo que quería hacer de manera diferente era tratar de enseñar a los químicos orgánicos una forma completamente diferente de hacer su ciencia”, dice. “Muchos no entendieron a qué se refería, o pensaron que lo entendían y lo descartaron”. Pero, agrega Finn, el tiempo ha demostrado que su concepto ha tenido un impacto innegable en las ciencias moleculares.
“No sé por qué alguien pensaría que Barry estaba loco, a menos que no prestaran atención a lo que estaba pasando en los campos de la química bioortogonal y la biología química”, dice Carolyn Bertozzi de Stanford, una de las primeras en adoptar la química del clic. “Tal vez la historia recordará la reacción mediada por cobre de Barry, que seguramente es una de las reacciones más importantes en biología química y descubrimiento de fármacos, como un punto en el que los químicos en la corriente principal del desarrollo de reacciones sintéticas finalmente aprendieron cuán importantes podrían ser para los biólogos. .”
“Barry quiere desarrollar química que cambie el mundo o haga algo que de otro modo no podría hacer”, dice JoAnne Stubbe del MIT, quien fue colega de Sharpless durante algunos años y sigue siendo su amiga. La química del clic es un testimonio de su creatividad, dice ella. “Todos y su hermano lo usan”.
Las personas que conocen a Sharpless dicen que no se puede tener una idea real de quién es el hombre leyendo sus artículos y aprendiendo sobre su ciencia. “Realmente tienes que interactuar con él y experimentar su sabiduría uno a uno”, dice Phil Baran de Scripps Research. “Es increíblemente amable y cálido, pero también muy tímido a veces. Prefiere los productos químicos a las personas. Las discusiones con él pueden durar horas si mantienes la química”.
“Su conocimiento enciclopédico de todo lo sintético puede ser difícil de mantener y un poco intimidante”, dice Gary Siuzdak, otro colega de Scripps. “Muchos de mis recuerdos de él comienzan con una visita a su oficina para dejar algo rápidamente o para preguntarle qué piensa, y 3 minutos se convirtieron en 3 horas de un tornado controlado de ideas y emoción”.
Eso no quiere decir que Sharpless no tenga sus defectos. Sería el primero en admitir que no es un gran orador público. Y la forma en que su cerebro está conectado hace que le resulte difícil concentrarse en una sola cosa. A pesar de sus defectos, todos sus amigos y colegas dicen que tiene un buen corazón y es generoso hasta el extremo.
Stephen L. Buchwald del MIT recuerda haber ido a la oficina de Sharpless durante los primeros años de Buchwald como profesor en el instituto. Buchwald notó que Sharpless tenía la preciada serie de libros Comprehensive Organometallic Chemistry, que en 1985 costó varios miles de dólares, dinero que Sharpless había pagado de sus fondos personales. Buchwald dice que le dijo a Sharpless que estaba impresionado de que fuera el dueño de la costosa serie. “Al día siguiente, cuando llegué a mi oficina, él tomó toda la serie, la puso en mi escritorio y me la dio”, dice Buchwald. “Más tarde, resulta que lo necesitaba de vuelta. Pero en lugar de pedirme que se lo devolviera, compró otro juego”.
Uno de los actuales estudiantes de posgrado de Sharpless, Gencheng Li, cuenta que cuando llegó a Scripps no sabía nadar. Cuando Sharpless se enteró de esto, inscribió a Li en sesiones con un entrenador de natación y le dijo que no podía vivir en San Diego y que no sabía nadar.
Si bien Sharpless tiene la reputación de ser un mentor independiente, sus alumnos dicen que aprendieron siguiendo su ejemplo. “Tomar riesgos siempre fue seguro en el laboratorio de Barry”, dice Antonella Converso, directora del Departamento de Química Discovery de Merck & Co. en West Point, Pensilvania, quien hizo su doctorado con Sharpless en Scripps de 1998 a 2003. entrar y decir: 'Probé esto y no funcionó', y no habría repercusiones por probar reacciones ambiciosas. Eso me enseñó que la buena ciencia no está en el camino trillado. La buena ciencia está en las ideas que están de lado. Solo tienes que seguir adelante con los ojos abiertos y no tener miedo al fracaso”.
“La gente dice que tiene una intuición increíble, pero no creo que eso le haga justicia”, dice Jacobsen de Harvard. “Creo que es mucho más que intuición. Sabe cómo pensar de maneras que otras personas simplemente no pueden”.
“Alguien tan exitoso como Barry, y alguien que parece hacerlo sin esfuerzo, provoca mucha envidia en sus competidores”, dice Julius Rebek, viejo amigo y colega de Sharpless en Scripps. “Creo que Barry ha demostrado una y otra vez que se le ocurren estos hitos útiles e innovadores. Sus metodologías inventivas han perdurado y enriquecido a generaciones de químicos”. La Medalla Priestley, dice Rebek, es "un reconocimiento adecuado de su enorme trabajo y su servicio a la comunidad química".
Hora de publicación: 02-abr-2019