La Reial Acadèmia Sueca de Ciència ha comunicat la concessió del Premi Nobel de Química a Jean-Pierre Sauvage, J. Fraser Stoddart i Bernard L. Feringa “pel disseny i síntesi de màquines moleculars“. Els tres guardonats es repartiren per igual els 8 milions de corones sueques.
Jean-Pierre Sauvage
Jean-Pierre Sauvage va nàixer a París el 1944. Es doctorà a la Universitat Louis Pasteur d’Estrasburg en el 1971, sota la supervisió de Jean-Marie Lehn (*1939). En aquella etapa, Sauvage participà en la síntesi dels criptats i d’altres compostos macroheterobicíclics (Dietrich et al., 1969). Realitzà després una estada post-doctoral en el laboratori de Malcolm Green (*1936). Retornat a Estrasburg, treballà en topologia molecular, especialment arquitectures moleculars vertebrades mecànicament. També féu contribucions en la reducció electroquímica de CO2 (Collin & Sauvage, 1989). Actualment, és professor emèrit de la Universitat d’Estrasburg i director emèrit de recerca en el Centre Nacional de Recerca Científica (CNRS).
Sir J. Fraser Stoddart
James Fraser Stoddart va nàixer a Edinburg el 1942. Es doctorà a la Edinburgh University en el 1966. Féu estades post-doctorals a la Queen’s University (1967) i a la Sheffield University (1970). En el 1978 fou investigador en la University of California, Los Angeles (UCLA). En el 1982 esdevingué professor a la Sheffield University, i en el 1990, catedràtic de química orgànica de la Birmingham University. En 1997 succeí Donal Cram en la càtedra Saul Winstein de química de la UCLA. Fou ordenat cavaller en el 2006. És actualment professor de química de la Northwestern University d’Evanston (Illinois).
Bernard L. Feringa
Bernard L. Feringa va nàixer a Barger-Compascuum (Països Baixos) el 1951. Es va doctorar a la Universitat de Groningen el 1978, amb una tesi sobre l’oxidació asimètrica de fenols, supervisada per Hans Wijnberg. Treballà a Shell, als Països Baixos i Anglaterra, abans de tornar a la Universitat de Groningen com a professor (1984) i ocupant la plaça de Wijnberg en el 1988. És professor de química orgànica en la Universitat de Groningen.
Disseny i síntesi de màquines moleculars
En el 1983, Jean-Pierre Sauvage aconseguí un mètode de síntesi més eficient de catenans (Dietrich-Buchecker & Sauvage, 1983). Una molècula de catenà consisteix en dos macrocicles moleculars units per un enllaç mecànic, que permet l’articulació relativa dels dos anells. Els dos anells, doncs, no són covalentment units, sinó que s’entrellacen o encadenen topològicament (és a dir, a través de nusos). En la síntesi de metal·locatenans, Dietrich-Buchecker & Sauvage aprofitaven la coordinació metàl·lica de les unitats de fenantrolina amb els centres de Cu(I) per afavorir l’encadenament, alhora que l’eliminació ulterior de l’ió Cu+ tancava l’estructura en dos macrocicles entrelligats.
Estructura química d’un catenà, consistent en dos anells moleculars entrelligats per un enllaç mecànic (Cesario et al., 1985)
En el 1991, Fraser Stoddart dirigia els treballs de síntesi del rotaxà (Anelli et al., 1991). El rotaxà consisteix en l’associació entre un anell i un eix, de manera que som davant d’una “llençadora molecular”, en el sentit que l’anell pot moure’s amunt i avall al llarg de l’eix. A partir de rotaxans i catenans, el grup de Stoddart dissenyà diverses màquines moleculars: “múscul” (Jiménez et al., 2000), “ascensor” (Badjić et al., 2004), “portes lògiques” (Collier et al., 1999), interruptors (Collier et al., 2000), dispositius de memòria (Green et al., 2007). Els grups de Sauvage i Stoddart foren pioners en el disseny de màquines moleculars controlables externament (control fotoquímic, control tèrmic).
Estructura química d’un rotaxà (Bravo et al., 1998) que utilitza com a component anul·lar ciclobis(paraquat-p-fenilè)
En el 1999, el grup de recerca de Ben Feringa desenvolupà el primer motor molecular sintètic, consistent en un rotor monodireccional alimentat amb llum (Koumura et al., 1999). A partir del disseny inicial, Feringa sintetitzà un automòbil molecular (Kudernac et al., 2011), rotors de grans potència (Eelkema et al., 2006; Vachon et al., 2014).