Charles J. Pedersen

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Charles John Pedersen (japonés: 安井 良男, 3 de octubre de 1904 – 26 de octubre de 1989) fue un ingeniero químico y químico orgánico estadounidense conocido por describir métodos de síntesis de éteres de corona durante toda su carrera de 42 años como químico de DuPont en la Estación Experimental de DuPont en Wilmington, Delaware y en el Laboratorio Jackson de DuPont en Deepwater, Nueva Jersey.

A menudo asociado con Reed McNeil Izatt, Pedersen también compartió el Premio Nobel de Química en 1987 con Donald J. Cram y Jean-Marie Lehn. Es el único Premio Nobel nacido en Corea, aparte del Premio de la Paz Kim Dae-jung.

Charles J. Pedersen
Charles J. Pedersen

Primeros años y educación

Nacido el 3 de octubre de 1904 en Busan, Corea, Charles J. Pedersen era el menor de tres hijos. Su padre, Brede Pedersen, era un ingeniero naval noruego que emigró a Corea para incorporarse al servicio de aduanas coreano tras abandonar su hogar por problemas familiares. Más tarde, trabajó como ingeniero mecánico en las minas del condado de Unsan, en la actual Corea del Norte. Su madre, la japonesa Takino Yasui, emigró de Japón a Corea con su familia y estableció una exitosa línea de trabajo comerciando con soja y gusanos de seda situados cerca de las minas del condado de Unsan, donde la pareja acabó conociéndose.

Aunque no se menciona mucho sobre su hermano mayor, que murió de una enfermedad infantil antes de que Pedersen naciera, tenía una hermana mayor llamada Astrid, que era cinco años mayor que él. En Japón, utilizó el nombre de pila japonés Yoshio (良男), que deletreó utilizando los kanji de «bueno» y «hombre». Según Pedersen, en otro relato autobiográfico de su infancia, había nacido antes de la Guerra Ruso-Japonesa y, como su madre aún estaba de duelo por la entonces reciente muerte de su hermano mayor, no se sintió bien acogido de niño.

A pesar de vivir en lo que ahora es Corea del Sur, como Pedersen vivía en las cercanías de las minas del condado de Unsan, de propiedad estadounidense, que abarcaban aproximadamente 500 millas cuadradas de superficie, creció hablando principalmente inglés.

A los 8 años, Pedersen fue enviado por su familia a estudiar al extranjero, a Nagasaki (Japón), y más tarde fue trasladado al St. Joseph College de Yokohama (Japón) debido a los estrechos lazos que su familia tenía con la Sociedad de María, Pedersen decidió asistir a la Universidad de Dayton, en Ohio, en Estados Unidos.

Educación superior

En 1922, mientras estudiaba ingeniería química en la Universidad de Dayton (Ohio), Pedersen fue un estudiante equilibrado que se sumergió en los aspectos deportivos, académicos y sociales de su universidad. Apasionado por el deporte del tenis, Pedersen jugó en el equipo universitario de tenis de su escuela bajo la dirección del entrenador Frank Kronauge, antiguo capitán de tenis de la Universidad de Dayton.

Jugó los cuatro años de su licenciatura, y Pedersen llegó a ser capitán del equipo en sus dos temporadas junior y senior. Además, Pedersen se dedicó tanto a la vicepresidencia del Club de Ingenieros como al cargo de la redacción del Daytonian. Se graduó en la Universidad de Dayton en 1926 con una licenciatura en ingeniería química, y se dedicó a su paso por la universidad, así como a los diversos logros que consiguió mientras estudiaba como estudiante.

Boleto de lotería emitido en España en 1994 con la efigie de Charles J. Pedersen
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Tras licenciarse en ingeniería química, Pedersen decidió asistir al Instituto Tecnológico de Massachusetts para obtener un máster en química orgánica. Aunque sus profesores de entonces le animaron a quedarse y hacer un doctorado en química orgánica, Pedersen decidió empezar su carrera en su lugar, en parte porque no quería seguir siendo mantenido por su padre. Es una de las pocas personas que ha ganado un Premio Nobel en ciencias sin tener un doctorado.

Trabajo en DuPont

Tras dejar el Instituto Tecnológico de Massachusetts, Pedersen entró a trabajar en la empresa DuPont en Wilmington, Delaware, en 1927, gracias a las conexiones de su asesor de investigación, el profesor James F. Norris.

Mientras estaba en DuPont, Pedersen pudo empezar a investigar en el Laboratorio Jackson bajo la dirección de William S. Calcott y terminó su carrera en DuPont en la Estación Experimental de Wilmington, Delaware. Como joven químico en DuPont, Pedersen fue testigo y se inspiró en muchos químicos florecientes como Julian Hill y Roy J. Plunkett, y también en los avances en polímeros y en el trabajo en el campo de la química orgánica.

Algunos éteres corona
Algunos éteres corona

Pedersen tenía un interés particular en la industria cuando empezó a enfocar su carrera química, lo que influyó en la dirección de los problemas que se propuso resolver como químico. Cuando Pedersen comenzó a trabajar en problemas como nuevo químico, era libre de trabajar en cualquier problema que le fascinara y rápidamente se interesó por la degradación oxidativa y la estabilización del sustrato. Los artículos y el trabajo de Pedersen se expandieron más allá de esto, sin embargo, fue una influencia importante para su eventual investigación premiada con el Premio Nobel.

Al retirarse a la edad de 65 años, su trabajo dio lugar a 25 artículos y 65 patentes, y en 1967 publicó dos trabajos en los que describía los métodos de síntesis de los éteres de corona (poliéteres cíclicos). Las moléculas con forma de rosquilla fueron las primeras de una serie de compuestos extraordinarios que forman estructuras estables con iones de metales alcalinos. En 1987, compartió el Premio Nobel de Química por sus trabajos en este campo con Donald Cram y Jean-Marie Lehn, que ampliaron sus descubrimientos originales.

Descubrimiento de los éteres corona

Hacia 1960, Pedersen volvió a investigar en el campo de la Química de Coordinación, centrándose en la síntesis de ligandos multidentados. Su colega Herman Schroeder le recomendó que trabajara en la química de coordinación del vanadio antes de trabajar en la polimerización y la actividad catalítica oxidativa del vanadio.

Fue mientras trabajaba en esta investigación cuando Pedersen hizo su descubrimiento del éter corona. Al estudiar el éter bio[2-(o-Hidroxifenoxi)etílico], Pedersen descubrió accidentalmente una sustancia desconocida descrita como una «sustancia viscosa» mientras purificaba el compuesto.

Utilizando la espectroscopia ultravioleta-visible para estudiar sus reacciones con los grupos fenólicos, tras tratar las muestras con álcali, aunque la curva de absorción no mostraba inicialmente ningún cambio, se observó que se había desplazado a lecturas de absorción más altas si uno o más de los grupos hidroxi estaban desparejados. Basándose en esta observación, Pedersen sumergió entonces el producto desconocido en metanol e hidróxido de sodio. Aunque la solución no era soluble en metanol, se volvió alcalina al entrar en contacto con el hidróxido de sodio.

Al no ser soluble en metanol, Pedersen procedió a tratar el metanol con sales de sodio solubles, con lo que la sustancia desconocida se hizo soluble, lo que le permitió concluir que la solubilidad se debía a los iones de sodio en lugar de a la alcalinidad. Dado que el comportamiento de esta sustancia reflejaba el del 2,3-benzo-1,4,7-trioxaciclonano, con el doble de peso molecular, la molécula desconocida se acuñó entonces como dibenzo-18-corona-6, el primero de los compuestos de corona aromática descubiertos.

Trabajos con otros químicos

En 1968, Reed M. Izatt iba de regreso a casa en tren cuando se detuvo en Chicago para reunirse con el fisiólogo George Eisenman, quien informó a Izatt sobre el artículo de Pedersen sobre los éteres de corona publicado sólo unos meses antes. Izatt estaba esperando las posibilidades de estudiar estos éteres de corona con su técnica de valoración termiónica.

Pedersen en su laboratorio en la estación experimental de duPont
Pedersen en su laboratorio en la estación experimental de duPont

Izatt llamó a Pedersen y fue el primer científico que no estaba en DuPont en reunirse con Pedersen para hablar de su descubrimiento y Pedersen le proporcionó una muestra de su nuevo compuesto de éter de corona. El trabajo de Izatt sobre el reconocimiento molecular estuvo muy influenciado por su interacción con Pedersen.

En la última visita de Izatt a Pedersen antes de su muerte, en 1988, encontró una carta personal escrita por Pedersen que decía: «La mayoría de los hombres logran la ‘Inmortalidad’ a través de su progenie. Yo no tengo ningún hijo propio. Posiblemente, los éteres de la corona servirán, en una pequeña medida, para marcar mi huella en la tierra» e Izatt cree que esto también comparte el mensaje de Pedersen.

Donald J. Cram compartió el Premio Nobel de Química de 1987 con Pedersen, pero ampliando el monumental descubrimiento de Pedersen en la química macrocíclica de los éteres de corona. El trabajo de Pedersen era en estructuras bidimensionales, pero Cram fue capaz de sintetizar moléculas similares en el espacio tridimensional. La síntesis de Cram de estas moléculas tridimensionales proporcionó grandes ganancias en la producción de enzimas realizadas en los laboratorios, ya que estas estructuras tienen una selectividad basada en estructuras complementarias.

Jean-Marie Lehn fue el otro científico que compartió el Premio Nobel de Química con Pedersen y fue fundamental para iniciar el campo de la química supramolecular. El trabajo de Lehn identificado específicamente en su reconocimiento para el Premio Nobel fue en su trabajo sobre criptandos.

Vida personal y legado

Pedersen se casó con Susan J. Ault en 1947 y la pareja se trasladó entonces a Salem, Nueva Jersey, donde residieron hasta que Ault falleció el 8 de febrero de 1983 a los 72 años. A Pedersen se le diagnosticó un mieloma en 1983 y, aunque cada vez estaba más débil, viajó a Estocolmo para aceptar el Premio Nobel a finales de 1987. Murió el 26 de octubre de 1989 en Salem, Nueva Jersey.

Tras el gran avance de Pedersen en el descubrimiento accidental y la estructura del dibenzo-18-corona-6, se han producido enormes avances en los campos de la química macrocíclica y supramolecular. Pedersen dedicó el resto de su carrera investigadora al estudio de estas moléculas e inició uno de los mayores crecimientos vistos recientemente en un campo específico de la química.

Este crecimiento en el campo de trabajo de Pedersen tras su trascendental descubrimiento de los compuestos macrocíclicos puede verse en el trabajo del ganador del Premio Nobel de Química de 2016 por los motores moleculares, en el que el trabajo de Pedersen permitió comprender cómo crear las estructuras moleculares específicas. Las máquinas moleculares fueron reconocidas como el centro de atención de los ganadores del Premio Nobel 2016, que se produjeron mediante la conexión de moléculas a varios anillos moleculares.

Para más información Charles J. Pedersen

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