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El Premio Nobel de Química 1937 se dividió a partes iguales entre Walter Norman Haworth «por sus investigaciones sobre los hidratos de carbono y la vitamina C» y Paul Karrer «por sus investigaciones sobre los carotenoides, las flavinas y las vitaminas A y B2».
- Haworth: Un Legado en la Química de Carbohidratos y la Vitamina C
- Vida Temprana y Trayectoria Académica de Haworth
- El Desafío de la Química de Carbohidratos
- La Síntesis de la Vitamina C
- Impacto del Trabajo de Haworth
- Legado y Reconocimiento
- Paul Karrer: Revelando los Secretos de las Vitaminas
- El Estudio de los Carotenoides
- Investigación sobre la Vitamina A
- Aportaciones sobre la Vitamina B2 (Riboflavina)
- La Importancia del Trabajo de Karrer
- Reacciones Químicas y Mecanismos
- El Impacto de los Descubrimientos de Karrer
- Reconocimiento y Legado
Haworth: Un Legado en la Química de Carbohidratos y la Vitamina C
El Premio Nobel de Química de 1937 fue otorgado a Sir Norman Haworth por sus investigaciones pioneras sobre la estructura de los carbohidratos y su síntesis del ácido ascórbico (vitamina C).
Este trabajo influyó profundamente en la bioquímica, la medicina y la química industrial, consolidando el lugar de Haworth entre los químicos más destacados del siglo XX.
Vida Temprana y Trayectoria Académica de Haworth
Nacido en Chorley, Lancashire, Inglaterra, en 1883, Norman Haworth mostró desde joven una aptitud destacada para la ciencia. Estudió química en la Universidad de Mánchester y más tarde completó su doctorado en la Universidad de Göttingen bajo la dirección de Otto Wallach, un pionero en terpenos y estereoquímica.
El trabajo doctoral de Haworth perfeccionó sus habilidades en síntesis orgánica, preparando el camino para su éxito futuro en la química de carbohidratos.
El Desafío de la Química de Carbohidratos
Los carbohidratos son biomoléculas esenciales que actúan como fuentes de energía, componentes estructurales y moléculas de señalización. A pesar de su importancia biológica, los químicos de principios del siglo XX enfrentaron enormes desafíos para comprender sus estructuras debido a su complejidad y diversidad.
Los carbohidratos existen en formas lineales y cíclicas, siendo estas últimas predominantes en soluciones acuosas. Las intricadas configuraciones estereoquímicas de los carbohidratos hacían su estudio particularmente difícil. Los químicos luchaban por determinar las configuraciones precisas de estas moléculas y sus interrelaciones.
Contribuciones de Haworth a la Química de Carbohidratos
Haworth abordó estos desafíos aplicando métodos analíticos y sintéticos innovadores. Desarrolló lo que hoy se conoce como la «proyección de Haworth,» una representación diagramática simplificada de las estructuras cíclicas de los monosacáridos.
Este método se convirtió en una herramienta estándar para visualizar estructuras y estereoquímica de carbohidratos.
La Estructura de la Glucosa
Un hito clave fue la determinación de la estructura cíclica de la glucosa por parte de Haworth. Él elucidó la relación entre la forma lineal de la glucosa (un aldosa) y sus formas hemiacetal cíclicas ($ \alpha $ – y $ \beta $ -anómeros). La reacción puede describirse como:
$ \text{Glucosa (forma lineal)} + \text{H}_2\text{O} \leftrightarrow \text{Glucosa (forma cíclica)} $
Haworth demostró que la glucosa existe predominantemente como un anillo de piranosa de seis miembros en solución.
La Estructura de los Disacáridos y Polisacáridos
Basándose en su trabajo con monosacáridos, Haworth dirigió su atención hacia los disacáridos y polisacáridos. Él esclareció las estructuras de disacáridos clave como la lactosa y la maltosa, así como polisacáridos como la celulosa y el almidón.
Su trabajo demostró cómo los enlaces glucosídicos unen monosacáridos, influyendo en las propiedades de las moléculas de carbohidratos más grandes.
La Síntesis de la Vitamina C
Uno de los logros más célebres de Haworth fue la primera síntesis química del ácido ascórbico (vitamina C). La vitamina C, un nutriente esencial para los humanos, juega un papel crucial en la síntesis de colágeno, la defensa antioxidante y la función inmunológica. Su deficiencia conduce al escorbuto, una enfermedad debilitante que afectó a marineros y soldados durante siglos.
Para la década de 1930, los investigadores habían establecido el papel vital de la vitamina C en la salud humana, pero su estructura y síntesis seguían siendo desconocidas. El trabajo de Haworth llenó este vacío, proporcionando tanto una comprensión estructural como un método para sintetizar la vitamina.
Elucidación de la Estructura del Ácido ascórbico
Utilizando técnicas analíticas avanzadas, Haworth determinó que el ácido ascórbico era una lactona derivada de un azúcar hexosa. Su elucidación estructural se basó en métodos como reacciones de oxidación, reducción y metilación. La estructura confirmada del ácido ascórbico es:
$ \text{C}_6\text{H}_8\text{O}_6 $
La Síntesis del Ácido ascórbico
La síntesis del ácido ascórbico por parte de Haworth fue un logro histórico en la química orgánica. El proceso implicaba convertir D-glucosa en ácido ascórbico a través de una serie de pasos, incluyendo oxidación y lactonización. La vía de reacción simplificada es:
$ \text{D-Glucosa} \rightarrow \text{D-Sorbitol} \rightarrow \text{L-Sorbosa} \rightarrow \text{Ácido 2-ceto-L-gulónico} \rightarrow \text{Ácido L-ascórbico} $
Esta síntesis no solo confirmó la estructura de la vitamina C, sino que también hizo posible la producción de grandes cantidades del compuesto.
Impacto del Trabajo de Haworth
La elucidación de las estructuras de los carbohidratos realizada por Haworth sentó las bases para comprender sus roles en el metabolismo y la biología celular. Su trabajo permitió el desarrollo de tratamientos más efectivos para enfermedades relacionadas con los carbohidratos, como la diabetes. Además, la síntesis de la vitamina C revolucionó el tratamiento del escorbuto y mejoró la salud nutricional general a nivel mundial.
Aplicaciones Industriales
Los hallazgos de Haworth tuvieron importantes implicaciones industriales. La síntesis de la vitamina C se convirtió en la base para su producción masiva, haciéndola ampliamente disponible como suplemento dietético y aditivo alimentario. Además, su trabajo sobre polisacáridos influyó en el desarrollo de biopolímeros y otros materiales basados en carbohidratos.
Las innovaciones de Haworth inspiraron a generaciones de químicos. Sus métodos para la determinación estructural y la síntesis se convirtieron en fundamentales en la química orgánica. Además, sus ideas sobre estereoquímica y estructuras cíclicas se han aplicado a otras clases de biomoléculas, incluidos nucleótidos y lípidos.
Legado y Reconocimiento
El Premio Nobel de Química, otorgado conjuntamente a Haworth y Paul Karrer en 1937, reconoció sus contribuciones complementarias a la química de carbohidratos y vitaminas. Mientras Haworth se centró en la síntesis de la vitamina C, Karrer elucidó las estructuras de los carotenoides y la vitamina A. Juntos, su trabajo representó un gran avance en nuestra comprensión de las biomoléculas.
El legado de Haworth se extiende más allá de sus logros científicos. Fue un mentor y educador dedicado, formando a muchos químicos prominentes que continuaron su labor. Sus contribuciones son conmemoradas en la denominación de la «proyección de Haworth,» un tributo duradero a su influencia en la química de carbohidratos.
Paul Karrer: Revelando los Secretos de las Vitaminas
El Premio Nobel de Química se otorga anualmente a individuos o grupos que realizan contribuciones significativas al campo de la química, influyendo tanto en la ciencia como en la sociedad. Paul Karrer, un químico suizo, fue galardonado con este premio en 1937 por su trabajo pionero sobre carotenoides, flavinas y las vitaminas A y B2.
Sus descubrimientos no solo profundizaron nuestra comprensión de compuestos bioquímicos esenciales, sino que también revolucionaron la nutrición y la ciencia de la salud.
Vida Temprana y Carrera de Paul Karrer
Paul Karrer nació el 21 de abril de 1889 en Moscú, Rusia, en una familia suiza. Tras completar su educación en Suiza, obtuvo su doctorado en la Universidad de Zúrich bajo la tutela de Alfred Werner, un futuro laureado con el Premio Nobel. La carrera temprana de Karrer estuvo marcada por su trabajo en química orgánica, donde desarrolló un interés en los compuestos naturales. En 1919, asumió el cargo de director del Instituto Químico de la Universidad de Zúrich, un puesto que ocupó durante décadas y en el que realizó su investigación innovadora.
El Estudio de los Carotenoides
El enfoque inicial de Karrer estuvo en los carotenoides, los pigmentos responsables de los colores rojos, amarillos y anaranjados en frutas y vegetales. Estos compuestos son precursores de la vitamina A, un nutriente vital para la visión, la función inmunológica y la comunicación celular.
La elucidación estructural de los carotenoides por parte de Karrer fue un logro monumental. Determinó la estructura molecular del beta-caroteno, el carotenoide más común, y su conversión en vitamina A a través de la escisión enzimática:
$ \text{C}_{40}\text{H}_{56} \xrightarrow{\text{enzimas}} 2 \text{C}_{20}\text{H}_{30}\text{O} \, (\text{Vitamina A}) $
Este descubrimiento sentó las bases para comprender la relación entre la dieta y la salud, destacando la importancia de los carotenoides en la nutrición.
Investigación sobre la Vitamina A
La investigación de Karrer se extendió a la vitamina A. Determinó con éxito su estructura química como retinol $ (\text{C}_{20}\text{H}_{30}\text{O}) $ e identificó su papel como una vitamina liposoluble esencial para mantener una visión saludable. Su trabajo proporcionó la base para la producción sintética de la vitamina A, haciéndola ampliamente accesible para poblaciones con deficiencias.
Aportaciones sobre la Vitamina B2 (Riboflavina)
Karrer también realizó avances significativos en el estudio de la vitamina B2, o riboflavina. Identificó su estructura como una molécula de flavina unida a una cadena lateral de ribitol:
$ \text{C}_{17}\text{H}_{20}\text{N}_{4}\text{O}_{6} $
La riboflavina sirve como precursora de coenzimas como el mononucleótido de flavina (FMN) y el dinucleótido de flavina adenina (FAD), que son fundamentales para el metabolismo celular. Los hallazgos de Karrer iluminaron el papel de estas coenzimas en la fosforilación oxidativa y la producción de energía.
La Importancia del Trabajo de Karrer
Antes de los descubrimientos de Karrer, la comprensión científica de las vitaminas era rudimentaria. Su trabajo sobre carotenoides y las vitaminas A y B2 estableció las bases moleculares de estos nutrientes esenciales.
Al esclarecer sus estructuras, Karrer permitió la síntesis de estos compuestos, lo que llevó al desarrollo de suplementos y alimentos fortificados. Esto fue particularmente significativo para combatir la desnutrición y prevenir enfermedades como la ceguera nocturna y el beriberi.
Impacto en la Bioquímica y la Medicina
La investigación de Karrer unió la química orgánica con la bioquímica, fomentando una comprensión más profunda de cómo las vitaminas funcionan a nivel molecular. Sus hallazgos sobre la riboflavina, por ejemplo, esclarecieron su papel en el metabolismo energético, lo cual es crucial para entender trastornos metabólicos y desarrollar intervenciones terapéuticas.
Reacciones Químicas y Mecanismos
Conversión de Beta-Caroteno a Vitamina A
La escisión enzimática del beta-caroteno para producir vitamina A involucra una enzima dioxigenasa que rompe el doble enlace central del beta-caroteno:
$ \text{C}_{40}\text{H}_{56} + \text{O}_2 \xrightarrow{\text{Beta-caroteno-15,15′-dioxigenasa}} 2 \text{C}_{20}\text{H}_{30}\text{O} $
Esta reacción es vital para producir retinol en el cuerpo, que luego se oxida a retinal y se metaboliza a ácido retinoico, moléculas clave en la visión y la diferenciación celular.
Papel de la Riboflavina en la Fosforilación Oxidativa
Los derivados de la riboflavina, como FAD y FMN, participan en reacciones redox dentro de la cadena de transporte de electrones. Por ejemplo, el FAD actúa como cofactor en la succinato deshidrogenasa, catalizando la conversión de succinato a fumarato:
$ \text{Succinato} + \text{FAD} \rightarrow \text{Fumarato} + \text{FADH}_2 $
Esta reacción es fundamental para la producción de ATP en la respiración celular.
El Impacto de los Descubrimientos de Karrer
El trabajo de Karrer allanó el camino para la síntesis industrial de vitaminas, transformando las iniciativas de salud pública. Los suplementos vitamínicos, los alimentos enriquecidos y los productos farmacéuticos se hicieron fácilmente accesibles, abordando las deficiencias vitamínicas a nivel global. Sus conocimientos estructurales también inspiraron investigaciones adicionales sobre análogos y derivados para aplicaciones médicas.
La metodología de Karrer estableció un estándar para la investigación sobre vitaminas, inspirando descubrimientos posteriores en el campo. Su uso de espectroscopía y cromatografía para analizar moléculas orgánicas complejas se convirtió en una técnica estándar en la bioquímica y la química orgánica.
Reconocimiento y Legado
El Premio Nobel otorgado a Paul Karrer en 1937 reconoció no solo sus descubrimientos, sino también el cambio de paradigma que trajeron a la ciencia. Sus hallazgos subrayaron la interacción entre la química y la biología, demostrando cómo las estructuras moleculares sustentan las funciones biológicas. El legado de Karrer perdura en la continua exploración de las vitaminas, los carotenoides y las flavinas, que siguen siendo temas de investigación activa.
Para más información The Nobel Prize in Chemistry 1937
Como citar este artículo:
APA: (2025-11-20). Premio Nobel de Química de 1937. Recuperado de https://quimicafacil.net/premios-nobel/premio-nobel-de-quimica-de-1937/
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Vancouver: . Premio Nobel de Química de 1937. [Internet]. 2025-11-20 [citado 2026-01-20]. Disponible en: https://quimicafacil.net/premios-nobel/premio-nobel-de-quimica-de-1937/.
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