Robert Burns Woodward ForMemRS HonFRSE (10 de abril de 1917 - 8 de julio de 1979) fue un químico orgánico estadounidense . Muchos lo consideran el químico orgánico sintético más destacado del siglo XX, [3] habiendo hecho muchas contribuciones clave al tema, especialmente en la síntesis de productos naturales complejos y la determinación de su estructura molecular . Trabajó en estrecha colaboración con Roald Hoffmann en estudios teóricos de reacciones químicas . Fue galardonado con el Premio Nobel de Química en 1965.
Woodward nació en Boston, Massachusetts , el 10 de abril de 1917. Era hijo de Margaret Burns (una inmigrante de Escocia que afirmaba ser descendiente del poeta Robert Burns ) y de su marido, Arthur Chester Woodward, hijo él mismo de del boticario de Roxbury , Harlow Elliot Woodward.
Su padre fue una de las muchas víctimas de la pandemia de gripe de 1918 .
Desde muy temprana edad, Woodward se sintió atraído y se dedicó al estudio privado de la química mientras asistía a una escuela primaria pública, y luego a Quincy High School , [4] en Quincy, Massachusetts . Cuando ingresó a la escuela secundaria, ya había logrado realizar la mayoría de los experimentos en el entonces ampliamente utilizado libro de texto de química orgánica experimental de Ludwig Gattermann . En 1928, Woodward se puso en contacto con el cónsul general del consulado alemán en Boston (el barón von Tippelskirch [5] ) y, a través de él, logró obtener copias de algunos artículos originales publicados en revistas alemanas. Más tarde, en su conferencia Cope, recordó lo fascinado que se había sentido cuando, entre estos artículos, se topó con la comunicación original de Diels y Alder sobre la reacción Diels-Alder . A lo largo de su carrera, Woodward utilizó e investigó repetida y poderosamente esta reacción, tanto de manera teórica como experimental. En 1933, ingresó en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), pero descuidó sus estudios formales lo suficiente como para ser excluido al final del semestre de otoño de 1934. El MIT lo readmitió en el semestre de otoño de 1935 y en 1936 había recibido la licenciatura en Ciencias . Sólo un año después, el MIT le otorgó el doctorado , cuando sus compañeros aún se estaban graduando con sus títulos de licenciatura. [6] El trabajo doctoral de Woodward involucró investigaciones relacionadas con la síntesis de la hormona sexual femenina estrona . [7] El MIT exigía que los estudiantes de posgrado tuvieran asesores de investigación. Los asesores de Woodward fueron James Flack Norris y Avery Adrian Morton, [ cita necesaria ] aunque no está claro si realmente siguió alguno de sus consejos. Después de un breve período postdoctoral en la Universidad de Illinois, obtuvo una beca junior en la Universidad de Harvard de 1937 a 1938, y permaneció en Harvard en diversas funciones durante el resto de su vida. En la década de 1960, Woodward fue nombrado Profesor Donner de Ciencias, título que lo liberó de impartir cursos formales para poder dedicar todo su tiempo a la investigación.
La primera contribución importante de la carrera de Woodward a principios de la década de 1940 fue una serie de artículos que describían la aplicación de la espectroscopia ultravioleta en el esclarecimiento de la estructura de los productos naturales. Woodward recopiló una gran cantidad de datos empíricos y luego ideó una serie de reglas, más tarde llamadas reglas de Woodward , que podrían aplicarse para descubrir las estructuras de nuevas sustancias naturales, así como de moléculas sintetizadas no naturales. El uso conveniente de técnicas instrumentales recientemente desarrolladas fue una característica que Woodward ejemplificó a lo largo de su carrera, y marcó un cambio radical con respecto a los métodos químicos extremadamente tediosos y largos de elucidación estructural que se habían utilizado hasta entonces.
En 1944, con su investigador postdoctoral, William von Eggers Doering , Woodward informó sobre la síntesis del alcaloide quinina , utilizado para tratar la malaria . Aunque la síntesis fue publicitada como un gran avance en la obtención del compuesto medicinal difícil de conseguir en el sudeste asiático ocupado por los japoneses, en realidad fue demasiado largo y tedioso para adoptarlo a escala práctica. Sin embargo, fue un hito para la síntesis química. La idea particular de Woodward en esta síntesis fue darse cuenta de que el químico alemán Paul Rabe había convertido un precursor de la quinina llamado quinotoxina en quinina en 1905. Por lo tanto, una síntesis de quinotoxina (que Woodward en realidad sintetizó) establecería una ruta para sintetizar quinina. Cuando Woodward logró esta hazaña, la síntesis orgánica todavía era en gran medida una cuestión de prueba y error, y nadie pensó que en realidad se pudieran construir estructuras tan complejas. Woodward demostró que la síntesis orgánica podía convertirse en una ciencia racional y que la síntesis podía verse favorecida por principios bien establecidos de reactividad y estructura. Esta síntesis fue la primera de una serie de síntesis extremadamente complicadas y elegantes que emprendería.
En la década de 1930, los químicos británicos Christopher Ingold y Robert Robinson , entre otros, investigaron los mecanismos de las reacciones orgánicas y desarrollaron reglas empíricas que podían predecir la reactividad de las moléculas orgánicas. Woodward fue quizás el primer químico orgánico sintético que utilizó estas ideas como marco predictivo en síntesis. El estilo de Woodward fue la inspiración para el trabajo de cientos de químicos sintéticos sucesivos que sintetizaron productos naturales de importancia medicinal y estructuralmente complejos.
A finales de la década de 1940, Woodward sintetizó muchos productos naturales complejos, entre ellos quinina , colesterol , cortisona , estricnina , ácido lisérgico , reserpina , clorofila , cefalosporina y colchicina . [8] Con estos, Woodward abrió una nueva era de síntesis, a veces llamada la 'era woodwardiana' en la que demostró que los productos naturales podían sintetizarse mediante aplicaciones cuidadosas de los principios de la química orgánica física y mediante una planificación meticulosa.
Muchas de las síntesis de Woodward fueron descritas como espectaculares por sus colegas y antes de que él las hiciera, algunos pensaban que sería imposible crear estas sustancias en el laboratorio. También se describió que las síntesis de Woodward tenían un elemento de arte y, desde entonces, los químicos sintéticos siempre han buscado elegancia y utilidad en la síntesis. Su trabajo también implicó el uso exhaustivo de las entonces recientemente desarrolladas técnicas de espectroscopia infrarroja y, más tarde, espectroscopia de resonancia magnética nuclear . Otra característica importante de las síntesis de Woodward fue su atención a la estereoquímica o la configuración particular de las moléculas en el espacio tridimensional. La mayoría de los productos naturales de importancia medicinal son eficaces, por ejemplo como fármacos, sólo cuando poseen una estereoquímica específica. Esto crea la demanda de una ' síntesis estereoselectiva ', que produzca un compuesto con una estereoquímica definida. Si bien hoy en día una ruta sintética típica implica rutinariamente un procedimiento de este tipo, Woodward fue un pionero en mostrar cómo, con una planificación exhaustiva y racional, se podían llevar a cabo reacciones estereoselectivas. Muchas de sus síntesis implicaban forzar una molécula a adoptar una determinada configuración instalando en ella elementos estructurales rígidos, otra táctica que se ha convertido en estándar en la actualidad. En este sentido, fueron hitos especialmente sus síntesis de reserpina y estricnina .
Durante la Segunda Guerra Mundial, Woodward fue asesor de la Junta de Producción de Guerra en el proyecto de penicilina. Aunque a menudo se le atribuye el mérito de proponer la estructura betalactámica de la penicilina , en realidad fue propuesta por primera vez por químicos de Merck y Edward Abraham en Oxford y luego investigada también por otros grupos (por ejemplo, Shell). Woodward al principio respaldó una estructura tricíclica incorrecta ( tiazolidina fusionada, oxazinona con puente amino) propuesta por el grupo de la penicilina en Peoria. Posteriormente, puso su visto bueno a la estructura betalactámica , todo ello en oposición a la estructura tiazolidina - oxazolona propuesta por Robert Robinson , el entonces destacado químico orgánico de su generación. Al final, Dorothy Hodgkin demostró que la estructura betalactámica era correcta mediante cristalografía de rayos X en 1945.
Woodward también aplicó la técnica de espectroscopia infrarroja y degradación química para determinar las estructuras de moléculas complicadas. Entre estas determinaciones de estructuras destacan el ácido santonico , la estricnina , la magnamicina y la terramicina . En cada uno de estos casos, Woodward volvió a mostrar cómo los hechos racionales y los principios químicos, combinados con la intuición química, podían utilizarse para lograr la tarea.
A principios de la década de 1950, Woodward, junto con el químico británico Geoffrey Wilkinson , entonces en Harvard, postuló una estructura novedosa para el ferroceno , un compuesto formado por una combinación de una molécula orgánica con hierro. [9] Esto marcó el comienzo del campo de la química organometálica de metales de transición , que creció hasta convertirse en un campo industrialmente muy importante. [10] Wilkinson ganó el Premio Nobel por este trabajo en 1973, junto con Ernst Otto Fischer . [11] Algunos historiadores piensan que Woodward debería haber compartido este premio junto con Wilkinson. Sorprendentemente, el propio Woodward así lo pensó y expresó sus pensamientos en una carta enviada al Comité del Nobel. [12]
Woodward ganó el Premio Nobel en 1965 por su síntesis de moléculas orgánicas complejas. Había sido nominado un total de 111 veces entre 1946 y 1965. [13] En su conferencia Nobel, describió la síntesis total del antibiótico cefalosporina y afirmó que había adelantado el cronograma de síntesis para que se completara aproximadamente en ese momento. de la ceremonia del Nobel.
A principios de la década de 1960, Woodward comenzó a trabajar en el que era el producto natural más complejo sintetizado hasta la fecha: la vitamina B 12 . En una notable colaboración con su colega Albert Eschenmoser en Zurich, un equipo de casi cien estudiantes y trabajadores postdoctorales trabajó durante muchos años en la síntesis de esta molécula. El trabajo se publicó finalmente en 1973 y marcó un hito en la historia de la química orgánica. La síntesis incluyó casi cien pasos e implicó la planificación y los análisis rigurosos característicos que siempre habían caracterizado el trabajo de Woodward. Este trabajo, más que cualquier otro, convenció a los químicos orgánicos de que la síntesis de cualquier sustancia compleja era posible, con suficiente tiempo y planificación (véase también palitoxina , sintetizada por el grupo de investigación de Yoshito Kishi , uno de los estudiantes postdoctorales de Woodward). Hasta 2019, no se ha publicado ninguna otra síntesis total de vitamina B 12 .
Ese mismo año, basándose en las observaciones que Woodward había hecho durante la síntesis de B 12 , él y Roald Hoffmann idearon reglas (ahora llamadas reglas de Woodward-Hoffmann ) para dilucidar la estereoquímica de los productos de reacciones orgánicas . [14] Woodward formuló sus ideas (que se basaban en las propiedades de simetría de los orbitales moleculares ) basándose en sus experiencias como químico orgánico sintético; Le pidió a Hoffman que realizara cálculos teóricos para verificar estas ideas, que se realizaron utilizando el método Hückel extendido de Hoffmann . Las predicciones de estas reglas, llamadas " reglas de Woodward-Hoffmann ", fueron verificadas mediante muchos experimentos. Hoffmann compartió el Premio Nobel de 1981 por este trabajo junto con Kenichi Fukui , un químico japonés que había realizado un trabajo similar utilizando un enfoque diferente; Woodward había muerto en 1979 y los premios Nobel no se otorgan de forma póstuma.
Mientras estaba en Harvard, Woodward asumió la dirección del Instituto de Investigación Woodward , con sede en Basilea , Suiza, en 1963. [15] También se convirtió en administrador de su alma mater, el MIT , de 1966 a 1971, y del Instituto Weizmann de Ciencia en Israel.
Woodward murió en Cambridge, Massachusetts , de un ataque cardíaco mientras dormía. En ese momento, estaba trabajando en la síntesis de un antibiótico , la eritromicina . Un alumno suyo dijo sobre él: [ cita necesaria ]
Durante su vida, Woodward fue autor o coautor de casi 200 publicaciones, de las cuales 85 son artículos completos y el resto comprende comunicaciones preliminares, textos de conferencias y reseñas. El ritmo de su actividad científica pronto superó su capacidad para publicar todos los detalles experimentales, y gran parte de los trabajos en los que participó no se publicaron hasta unos años después de su muerte. Woodward formó a más de doscientos doctores. estudiantes y trabajadores postdoctorales, muchos de los cuales posteriormente siguieron carreras distinguidas.
Algunos de sus estudiantes más conocidos incluyen a Robert M. Williams (Estado de Colorado), Harry Wasserman (Yale), Yoshito Kishi (Harvard), Stuart Schreiber (Harvard), William R. Roush ( Scripps-Florida ), Steven A. Benner ( UF), James D. Wuest (Montreal), Christopher S. Foote (UCLA), Kendall Houk (UCLA), el químico de porfirinas Kevin M. Smith (LSU), Thomas R. Hoye (Universidad de Minnesota), Ronald Breslow (Universidad de Columbia ) ) y David Dolphin (UBC).
Woodward tenía un conocimiento enciclopédico de la química y una extraordinaria memoria para los detalles. [16] Probablemente la cualidad que más lo distinguió de sus pares fue su notable capacidad para unir hilos dispares de conocimiento de la literatura química y aplicarlos a un problema químico. [dieciséis]
Por su trabajo, Woodward recibió numerosos premios, honores y doctorados honoris causa, incluida la elección a la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias en 1948, [17] la Academia Nacional de Ciencias en 1953, [18] la Sociedad Filosófica Estadounidense en 1962, [19 ] y membresía en academias de todo el mundo. También fue consultor de numerosas empresas como Polaroid, Pfizer y Merck . Otros premios incluyen:
Woodward también recibió más de veinte títulos honoríficos , [22] incluidos doctorados honoris causa de las siguientes universidades:
En 1938 se casó con Irja Pullman; tuvieron dos hijas: Siiri Anna (n. 1939) y Jean Kirsten (n. 1944). En 1946, se casó con Eudoxia Muller , una artista y técnica a quien conoció en Polaroid Corp. Este matrimonio, que duró hasta 1972, tuvo una hija y un hijo: Crystal Elisabeth (n. 1947) y Eric Richard Arthur (n. 1953). [6]
Sus conferencias frecuentemente duraban tres o cuatro horas. [5] Su conferencia más larga conocida definió la unidad de tiempo conocida como "Woodward", después de lo cual se consideró que sus otras conferencias tenían muchos "milli-Woodwards" de duración. [23] En muchos de ellos, evitó el uso de diapositivas y dibujó estructuras utilizando tiza multicolor. Normalmente, para comenzar una conferencia, Woodward llegaba y colocaba dos grandes pañuelos blancos sobre la encimera. Sobre uno había cuatro o cinco colores de tiza (piezas nuevas), cuidadosamente ordenadas por color, en una larga fila. Sobre el otro pañuelo se colocaría una hilera igualmente impresionante de cigarrillos. El cigarrillo anterior serviría para encender el siguiente. Sus seminarios de los jueves en Harvard a menudo duraban hasta bien entrada la noche. Tenía una fijación con el azul, y muchos de sus trajes, su coche e incluso su plaza de aparcamiento eran de color azul. [5]
En uno de sus laboratorios, sus alumnos colgaron del techo una gran fotografía en blanco y negro del maestro, completa con una gran "corbata" azul adjunta. Allí permaneció colgado durante algunos años (principios de la década de 1970), hasta que se quemó en un incendio menor en el laboratorio. [ cita necesaria ] Detestaba el ejercicio, podía arreglárselas con solo unas pocas horas de sueño cada noche, fumaba mucho y disfrutaba del whisky escocés y los martinis. [1] [24]
{{cite book}}: |work=ignorado ( ayuda )El profesor Robert Burns Woodward, el químico de Harvard que sintetizó quinina, cortisona y rauwolfia, ha logrado uno de los mayores triunfos de la química: la síntesis total de clorofila, el pigmento verde que captura la energía de la luz solar para la creación de alimentos. para todas las cosas vivientes.
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