domenica 6 gennaio 2019

C'era una volta la vitamina B12

Agli inizi del XX secolo, gli studi sull'anemia perniciosa hanno portato alla scoperta di un fattore anti-anemico localizzato nel fegato (1926).

Nel 1948 tale fattore fu isolato e purificato sotto la forma di una polvere rossa cristallizzabile. Il lavoro fu condotto indipendentemente da Rickes e Smith, che pubblicarono in aprile i loro risultati su Science e su Nature, rispettivamente. Il composto ha formula bruta:

C63 H88 Co N14 O14 P


Successivamente sono stati chiariti altri aspetti che coinvolgono questa molecola, oggi nota come Cianocobalammina o Vitamina B12. Essa è necessaria (anzi: indispensabile) per una corretta formazione dei globuli rossi, la funzione neurologica, e la sintesi del DNA.

La vitamina B12 si trova naturalmente in prodotti di origine animale, compresi pesce, carne, pollame, uova, latte e prodotti lattiero-caseari.

Essa passa nel circolo sanguigno grazie al fattore intrinseco, prodotto dallo stomaco, che si lega alla vitamina formando un addotto: il complesso fattore-vitamina è assorbito a livello dell'ileo (la terza parte dell'intestino tenue, che segue al duodeno e al digiuno). 

La vitamina è prodotta anche dalla flora batterica nell'intestino crasso, ma non è assorbita a causa della mancanza del fattore intrinseco in questa parte del tratto digestivo.

Il 20 agosto 1955, Dorothy Hodgkin (1910-1994) e collaboratori pubblicarono un loro lavoro che mostrava la struttura molecolare della vitamina B12, ricostruita grazie all'impiego della tecnica di diffrazione ai raggi X.
Alla Hodgkin venne assegnato nel 1964 il Premio Nobel per Chimica con la seguente motivazione: 

“Per le sue determinazioni con tecniche a raggi X 
sulle strutture di importanti sostanze biochimiche“.

La  sintesi in laboratorio della vitamina B12 costituì una sfida per due chimici organici di valore: Robert Woodward (1917-1979), docente ad Harvard, e Albert Eschenmoser (1925), professore a Zurigo. 

Essi iniziarono la ricerca intorno al 1960 e coinvolsero nella definizione del percorso sintetico ben 91 post-doc (ad Harvard) e 12 studenti di dottorato (a Zurigo) provenienti da diciannove paesi differenti.

La sintesi totale della vitamina B12 fu annunciata nel luglio 1972 a Nuova Dehli, nel corso di un congresso di chimica organica e fu pubblicata l'anno successivo QUI

Il lavoro comprende circa un centinaio di passaggi sintetici e, nel complesso, riflette la grande capacità progettuale di Woodward (vincitore del Nobel nel 1965, per le sue sintesi organiche complesse). Nessun altra sintesi totale di questa molecola è stata presentata fino al 2016. 

Le osservazioni raccolte da Woodward sulle reazioni attuate per la sintesi totale della vitamina B12 e sui composti ottenuti sono servite a Roald Hoffmann (1937) per elaborare le regole (dette di Woodward- Hoffmann) che permettono di prevedere la stereochimica dei prodotti nelle reazioni pericicliche.

Woodward formulò le idee fondamentali, forte della sua esperienza di chimico organico sintetico, e chiese ad Hoffmann di verificarne la validità sul piano teorico, considerando l'importanza della simmetria degli orbitali. 

Woodward morì nel 1979; due anni dopo Hoffmann vinse il Nobel per la Chimica grazie a queste "regole", ex-aequo con Kenichi Fukuj  (1918-1998) che giunse ad analoghe conclusioni per altra via.

Grande divulgatore, Hoffmann ha pubblicato alcuni testi, tradotti anche in italiano: "La chimica allo specchio" (Longanesi, 2005) e "Come pensa un chimico?" (Di Renzo Editore, 2009). In questo secondo testo, egli racconta anche l'importanza della sua collaborazione con Woodward.


Nel XX secolo, i chimici organici e inorganici, che non avevano avuto alcuna educazione 
artistica, divennero maestri di comunicazione tridimensionale. (Hoffmann, op.cit. p.20)

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