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Harvard, MIT, Premios Nobel, Química Orgánica, Reglas de Woodward-Hoffmann
Uno de los químicos orgánicos más brillantes y creativos del siglo XX, ha desarrollado la Química Orgánica, la Biología y la Medicina.
En colaboración con Roald Hoffman enunció las “reglas de Woodward y Hoffman” (1964-69) sobre la simetría orbital.
Nació el 10 de Abril de 1917 en Boston. Fue un niño prodigio que formuló la síntesis total de la quinina a la edad de 14 años, ingresó en el Institute of Technology de Massachussets (MIT) a los 16 años y se doctoró a los 20. Desde 1941 fue profesor de química en la Universidad de Harvard. En 1963 dirigió el Instituto de Investigación Woodward de Basilea, Suiza. Falleció el 8 de julio de 1979 en Cambridge. Era muy exigente en su trabajo, un orador con una gran elocuencia explicando en la pizarra: esquemas multicolores de reacciones y mecanismos. Recibió el Premio Nobel de Química en 1965 por los avances en “el arte de la síntesis orgánica”.
Durante las décadas de los años 40 y 50 se producen grandes avances tecnológicos: espectroscopia ultravioleta, infrarroja, resonancia magnética nuclear y cromatografía.
Pertenece a una generación de químicos orgánicos estructurales estadounidenses, que desarrollaron la investigación “pura” después de los años 50: a partir de los estudios mecanicistas y estructurales se impulsó un enfoque tradicional “práctico”, respondiendo a intereses bioquímicos, biomédicos y sociales: la ocupación japonesa de las Indias orientales holandesas había imposibilitado el acceso de los suministros naturales de quinina, que se obtenía de la corteza de los árboles de quina que crecían en la India. Como la quinina era un valioso fármaco contra la malaria, necesario para llevar a cabo una guerra en el trópico. Woodward consiguió persuadir a Polaroid para que financiara la investigación de la síntesis, a cambio Woodward halló los sustitutos para las polarizaciones de luz en 1942.
Interesado en la síntesis química de sustancias orgánicas, consiguió sintetizar:
• Quinina (1944)
• Colesterol y cortisona (1951)
• Ácido lisérgico y la estricnina (1954)
• Reserpina (1954)
• Clorofila (1960)
• Antibióticos de la tetraciclina (1962)
• Cianocobalamina o vit. B12 (1971)
Hizo contribuciones importantes a la química orgánica:
• Las reglas de Fieser-Woodward
• Regla del octante para correlacionar la configuración absoluta con el signo del efecto Cotton en dicroísmo circular
• Biogenética para alcaloides, esteroides y macrólidos
• Elucidación estructural de numerosos productos naturales basándose en razonamiento biogenético y mecanismo.
• Diseño sintético basado en propuestas mecanísticas
• Aromaticidad del ferroceno y de otros metalocenos
• Métodos sintéticos para péptidos
• Teoría de la conservación de la simetría orbital en reacciones pericíclicas (reglas de Woodward-Hoffman).
Las reglas de Woodward-Hoffmann, propuestas por Robert Burns Woodward y Roald Hoffmann, son un conjunto de reglas en química orgánica que predicen la esteroquímica de las reacciones pericíclias, basándose en la simetría de los orbitales. Incluyen:
• Reacciones electrocíclicas
• Cicloadiciones
• Reacciones sigmatrópicas
Las reglas se aplican a la estereoespecificidad de las reacciones electrocíclicas de apertura de anillo y cierre de anillo en el extremo de los polienos conjugados de cadena abierta, tanto por aplicación de calor (reacciones térmicas) o por aplicación de luz (reacciones fotoquímicas).
Fueron establecidas tres reglas:
1. En un sistema de cadena abierta que contiene 4n electrones, la simetría orbital del orbital molecular ocupado más alto en el estado fundamental es tal que una interacción enlazante entre los extremos debe involucrar el traslape entre las regiones de los orbitales en caras opuestas del sistema, y esto puede lograrse solamente mediante un proceso conrotatorio.
2. En sistemas abiertos que contienen 4n+2 electrones, la interacción terminal de enlace entre moléculas en estado basal requiere el traslape de las regiones de los orbitales de la misma cara del sistema, y esto es alcanzable sólo por desplazamientos disrotarorios.
3. En una reacción fotoquímica, un electrón en el HOMO del reactante es promovido a un estado excitado, conduciendo a la inversión de las relaciones de simetría terminal, y la inversión de la estereoespecificidad.
BIBLIOGRAFÍA:
• “Química Orgánica”Ed. Reverte. Stephen J.Weininger, Frank R. Stermitz, 1988
• “Tratado de Química Orgánica”Ed. Reverte. Federico Klages, 1968
• “¿Qué sabemos de? Los avances de la química, CSIC. Bernardo Herradón García, 2011
• “Química. La Ciencia Central”. Ed. Addison-Wesley.Theodore L. Brown, 2013
• “Historia de la Química” Alianza Editorial, William H. Brock, 1992
• Wikipedia
LINKS relacionados:
• CSIC. Instituto de química orgánica General
http://www.iqog.csic.es/iqog/es/informaciongeneral
• Universidad Autónoma. Departamento de química orgánica
https://www.uam.es/departamentos/ciencias/qorg/docencia_red/QOT/T5/periciclicas_exported/index.html
• Universidad Complutense. Departamento de química orgánica
https://www.ucm.es/quimica-organica-1/lineas-de-investigacion-del-departamento-borrada
• Woodward. MIT
https://dspace.mit.edu/handle/1721.1/12465
• Robert Burns Woodward lectura at Harvard
• Nobelprize. Org Robert Burns Woodward
https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1965/
Blog de José Félix Rodríguez Antón 