Viaje a través de los genios

Viaje a través de los genios. Biografías y teoremas de los grandes matemáticos.

William Dunham

Pirámide

Madrid, 1993.

Libro muy ameno. De historia y de divulgación. Euclides, Arquímedes, Herón, Cardano, Newton, la familia Bernouilli, Euler y Cantor.

El talento consiste en hacer fácil lo que otros consideran difícil,

el genio consiste en hacer fácil los que otros encuentran imposible.

dunham_viaje_genios

Un matemático lee el periódico

Un matemático lee el periódico

John Allen Paulos

Metatemas Tusquets Editores

Barcelona, 2009, 6ª edición

Interesante análisis del uso de las matemáticas en la prensa. Para los químicos, recomiendo el artículo «Océanos contaminados por una molécula de agua«, para darnos cuenta de la importancia de la concentración y como se puede falsear una noticia científica.

paulos_matematico_periodico

The Way of Synthesis

The Way of Synthesis. Evolution of Design and Methods for Natural Products.

Tomás Hudlicky y Josephine W. Reed

Wiley-VCH, 2007

ISBN: 978-3-527-31444-7

Sitio web

WILEY-VCH WEINHEIM, GERMANY

Libro excepcional por uno (Hudlicky) de los mayores estudiosos de la filosofía, la planificación, la estrategia y la táctica de la síntesis orgánica. Recomendable como libro de texto para cursos de síntesis orgánica y de química orgánica avanzada.

Año Internacional de la Química

La ONU ha declarado el año 2011 como Año Internacional de la Química (International Year of Chemistry, IYC-2011). Con el lema ‘Química-nuestra vida, nuestro futuro’ se van a desarrollar una serie de actividades, cuyos objetivos son poner de manifiesto los logros de la química y su contribución al bienestar de la humanidad; lo que servirá para mejorar la apreciación social de la química, animar a los jóvenes a estudiar química y generar un clima de confianza y entusiasmo en el futuro (siempre creativo) de la investigación química.

El año 2011 coincide con el centenario de la concesión del Premio Nobel de Química a Marie Curie, lo que es el motivo para la celebración de este año; y también es una oportunidad para reconocer la contribución de la mujer a la Ciencia. También se conmemora el centenario de la fundación de la International Association of Chemical Societies, precursora de la IUPAC.

El IYC-2011 es una iniciativa conjunta de la IUPAC y la UNESCO y cuenta con la participación de numerosas sociedades y asociaciones nacionales y supranacionales.

En España, el Foro Química y Sociedad (QyS) está coordinando algunas actividades realizadas por las entidades que forman parte del Foro QyS, entre ellas la Real Sociedad Española de Química (RSEQ) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). La lista de actividades (y la situación de desarrollo) que está coordinando el Foro Química y Sociedad se pueden descargar aquí. La Sección Territorial de Valencia de la RSEQ está organizando diversas actividades, cuya información podéis encontrar aquí.

Entre las distintas actividades, cabe destacar la organización de una Exposición sobre Química por parte del CSIC. Esta exposición será itinerante. Se creará una web conteniendo información de la exposición y dónde se colgará información complementaria que esperamos que sea útil para estudiantes, docentes y público en general.

Si estáis organizando alguna activiadad relacionada con el Año Internacional de la Química, os agradecería que me informáseis y le daré difusión a través de este blog y la página web http://www.losavancesdelaquimica.com/

cast_logo_anio_quimica

Enlaces de interés

Página web del IYC-2011

Nodo español del IYC-2011

Agenda del Foro Química y Sociedad de actividades relacionadas con el IYC-2011

Curso de divulgación ‘Los Avances de la Química y su Impacto en la Sociedad

Bernardo Herradón

IQOG-CSIC

herradon@iqog.csic.es

Sustitución en el MICINN ¿Implicación en la Política Científica?

Hace algún tiempo que no escribo sobre política científica. Ha sido deliberado porque no quiero aburrir con estos temas (con quejas sobre financiación, futuro para los jóvenes investigadores, condiciones de trabajo, etc) y quiero centrarme en aspectos más relacionados con el progreso de la ciencia y de la química y en actividades de la cultura científica.

Sin embargo, retomo brevemente este tema para llamar la atención sobre un hecho que me parece relevante y que apenas ha tenido eco en los medios de comunicación y en los círculos científicos españoles.

El consejo de ministro del pasado 29 de octubre decidió la destitución del profesor José Manuel Fernández de Labastida como Director General de Investigación y Gestión del Plan Nacional de I+D+i y su sustitución por la profesora Montserrat Torné, a la que deseo mucha suerte en esta importante tarea de gestión científica.

Quiero reconocer la excelente labor que ha realizado el Profesor Fernández de Labastida tanto en el MICINN como en el CSIC. En el MICINN fue el responsable de poner en marcha el proyecto de la nueva ley de la ciencia y estoy seguro que los retrasos y decepciones que ésta ha causado no son atribuibles a él, sino más bien  a las circunstancias políticas. En el CSIC, como Vicepresidente de Investigación Científica y Técnica, contribuyó de manera significativa a la modernización del organismo, que se tendría que haber completado con la total  ejecución de su estatuto como Agencia Estatal y el Plan de Actuación 2010-2103.

El Plan Nacional de Investigación es el principal instrumento  para ejecutar la política científica estatal. Es la principal fuente de financiación que tenemos los investigadores españoles. Su estructura, definición y presupuesto es fundamental para que la ciencia española pueda progresar adecuadamente. Por lo tanto, el cambio del responsable de esta tarea puede tener consecuencias para la ciencia española.

No se han explicado suficientemente las razones de cambio y lo único que cabe especular sobre las razones. Quiero recomendar un reciente artículo escrito por el Profesor Javier López Facal (del CSIC) en el diario EL PAíS.

Comentando la sustitución de Fernández de Labastida, López Facal hace un análisis acertado de la ciencia española a través de la importancia que tiene cada componente del trinomio I+D+i en la política del MICINN. Recomiendo su lectura (lo podéis descargar aquí). Algunas frases de este artículo se indican a continuación:

Aunque suenen parecidas, las políticas de I+D y las de innovación son tan diferentes que casi resultan ortogónicas: las primeras son políticas públicas de larga tradición y de protocolos bien establecidos, que los estados vienen desarrollando desde hace por lo menos unos 60 años; disponen de unos manuales de uso, utilizan unos indicadores de medición universalmente aceptados, emplean herramientas bien experimentadas y se dirigen a colectivos profesionales homogéneos, frecuentemente pertenecientes al sector público. Su finalidad es, simplemente, la de generar nuevos conocimientos. Las segundas, es decir, las políticas de innovación, son mucho más recientes; se dirigen a unos colectivos mucho más amplios, menos profesionalizados y más difusos, mayoritariamente del sector empresarial, y no disponen de un aparato tan elaborado de indicadores, de toma de estadísticas, de manuales, de publicaciones o de interlocutores representativos. Su finalidad es introducir productos más competitivos en el mercado.

(El MICINN) en sus tres años escasos de vida no ha dejado de realizar traslados de sede, cambios de altos cargos y toboganes presupuestarios de esos de arrancada de caballo y parada de burro; o sea, lo contrario de una política racional, sensata y progresiva.

(El MICINN ha) mantenido de manera coherente sólo una línea política: la gradual fagocitación que la i (de innovación) ha ido haciendo de la I (de investigación) y la D (de desarrollo).

Por cierto, el artículo se titula ¡Socorro!. Un título suficientemente explicativo.

Bernardo Herradón

IQOG-CSIC

herradon@iqog.csic.es

La Ciencia en Televisión

Tras seguir los resultados de los partidos de fútbol, disfrutar de le emoción de los diversos deportes dominicales (hoy motociclismo y automovilismo), ver el interesante Tres 14 y Redes (a veces irregular), llegan las entrevistas de Científicos de Frontera, una joya de la Cultura Científica en la televisión en España (hace unos días se publicó un estudio sobre el poco interés de la Ciencia en los informativos de TV).

Estoy escuchando la excelente entrevista a Joan Massagué, dónde demuestra su excelente capacidad de divulgación, explicando de manera accesible su investigación. Todas los programas han tenido un altísimo nivel; siendo muy buenos ejemplos de como se puede explicar Ciencia de gran categoría («excelente» en la nomenclatura española) de una manera entendible. Además de su gran categoría, todos los entrevistados han demostrado una humildad encomiable, lo que también es de agradecer.

El programa dedicado a Massagué ha sido el quinto de la serie (hay 13 programados) y os recomiendo que no os los perdáis. Los programas los podéis descargar aquí.

Bernardo Herradón

IQOG-CSIC

herradon@iqog.csic.es

Semana de la Ciencia-2010

Del 8 al 21 de noviembre se va a celebrar en toda España la X edición de la Semana de la Ciencia 2010. Es la principal acción de Cultura Científica que se realiza en España, con numerosas y variadas actividades programadas que  van a permitir una interacción entre investigadores y ciudadanos. Los investigadores  enseñaremos nuestros centros de investigación, impartiremos charlas, organizaremos talleres, realizaremos exposiciones, etc. Para nuestros visitantes es una buena oportunidad de conocer las actividades científicas de nuestro país. A los más jóvenes les puede servir de inspiración y estímulo para realizar una carrera científica.

El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) es la institución más activa durante la Semana de la Ciencia, con 227 actividades en todas las comunidades autónomas. El CSIC ha preparado una página web con toda la información de cada una de las actividades con un buscador eficaz para facilitar encontrar el tipo de actividad deseado.

A continuación os recomiendo un par de actividades.

Actividades en el Centro de Química Orgánica «Lora Tamayo» (CENQUIOR)

Los días 16, 17 y 18 de noviembre se realizarán visitas guiadas y explicaciones sobre las investigaciones en el CENQUIOR.

El CENQUIOR está constituido por tres institutos de investigación: Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP), Instituto de Química Médica (IQM) e Instituto de Química Orgánica General (IQOG); que investigan en las áreas de ciencia y tecnologías químicas, ciencia de los materiales y ciencias medioambientales

En las visitas se informará  sobre la estructura e investigación del centro, así como los temas generales y la actividad de los tres institutos que componen dicho centro. Se realizarán visita guiadas por los investigadores a las diferentes dependencias del centro, con distintas demostraciones dentro de cada disciplina.

Descubriendo las proteínas

Se ha organizado el taller «Descubriendo las Proteínas«. Se realizarán los días 11 y 12 de noviembre de 10 a 13 h. Hay 50 plazas por sesión para estudiantes de bachillerato.

Más información:

Responsables de la actividad: Alvaro Martínez del Pozo, Dto. Bioquímica Días de celebración: 11 y 12 Noviembre;; 10:00h-13:00h Lugar: Facultad CC. Químicas, 4a planta Edificio A, aula 2401 (alvaro@solea.quim.ucm.es)

Se explicará el fundamento de dos de las técnicas más empleadas en la purificación de proteínas: la cromatografía de penetrabilidad y la ultracentrifugación en gradiente de sacarosa. Se ejemplificarán ambas aplicaciones con sendos ejemplos prácticos.

Otras actividades en la Facultad de Químicas de la UCM.

Descargar información.

Bernardo Herradón

IQOG-CSIC

herradon@iqog.csic.es

Actividades de la Semana de la Ciencia: SEBBM

La Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular (SEBBM), en colaboración el Instituto Cervantes, está organizando el ciclo de conferencias divulgativas “Ciencia con Ñ”, en las que dos científicos españoles de reconocido prestigio ofrecerán visiones complementarias sobre temas de investigación de vanguardia, con una clara aplicación en la medicina. A continuación se abrirá un debate con el público asistente.

La primera conferencia tendrá lugar el miércoles 10 de noviembre y se titulará “Nuevos nanomateriales: David vence a Goliat”. Contará con la participación de los Drs. María Vallet Regí y Enrique Gómez Barrena; moderará la conferencia Miguel Ángel de la Rosa, Presidente de la SEBBM.

La segunda tendrá lugar el martes 16 de noviembre, tratará sobre “Genética molecular y medicina personalizada” y contará con la participación de los Drs. Carmen Ayuso y Francesc Palau. Moderará la conferencia Manuel Seara, director y presentador del programa “A hombros de gigantes” de RNE.

Ciclo “Ciencia con Ñ”:

Nuevos nanomateriales: David vence a Goliat

Miércoles, 10 de noviembre de 2010, a las 19:30 h.

Instituto Cervantes (entrada por C/ Barquillo, 4. Metro Banco de España)

Genética Molecular y Medicina Personalizada

Martes, 16 de noviembre de 2010, a las 19:30 h.

Instituto Cervantes (entrada por C/ Barquillo, 4. Metro Banco de España)

Más información: Programa de Divulgación de la SEBBM (http://www.sebbm.es/ES/divulgacion-ciencia-para-todos_10)

Reflexión sobre la Ciencia (desde el blog «charlatanes»)

Mauricio-José Schwarz ha publicado un interesantísimo artículo en el blog «El retorno de los charlatanes» que se ha reproducido en el blog «amazing.es«. El  artículo es una reflexión de la situación de la Ciencia  y del maltrato que recibe por parte de los políticos (un asunto ya tratado en este blog). El artículo contiene numerosos ejemplos de Cultura Científica que tendría que convencer al más escéptico (incluso sí es político) de la utilidad de la Ciencia y los beneficios (no apreciados) que obtenemos de ella.

Blog_Charlatanes

Recomiendo la lectura del artículo completo, y reflexionar sobre lo escrito. Si el Sr. Schwarz lo cree conveniente, el artículo podría crircular entre la ciudadanía para recabar firmas y enviar al Congreso de los Diputados.

Extraigo algunos párrafos de este  artículo:

«…… los sistemas automatizados que se empezaron a usar para obtener tejidos complejos son ancestros de los que se utilizan para programar su teléfono móvil o celular, su ordenador o computadora, y el ordenador o computadora que se usa para controlar sus vuelos en avión y garantizarle todos y cada uno de los despegues, recorridos y aterrizajes de los que ha disfrutado en su vida. Todos estos dispositivos están construidos sobre principios científicos de nombres como cibernética, robótica, microelectrónica, mecánica de fluidos, aerodinámica, etc. Cuando esos principios se ponen en práctica mediante la ingeniería, hablamos de tecnología. Sin ciencia no hay tecnología… ni sus beneficios«.

«Todo eso es ciencia, pero con palabras cotidianas: cama, camisa, huevos con tocino, leche, avión, viaje. La ciencia es un sistema probado para obtener conocimientos fiables, un sistema al alcance de todos. Bástele saber eso: funciona, es fiable, no es secreta, conviene«.

«Todo lo que usted tiene, vive y disfruta, es resultado de la ciencia……..Su automóvil. La gasolina que lo mueve. Sus teléfonos. Sus gafas (hijas de los estudios de óptica de Newton). La celdilla fotoeléctrica que impide que el ascensor o elevador se le cierre en las narices (gracias a un principio descubierto por Einstein). El ascensor. La luz del ascensor. Radio y televisión. Bolígrafos e instrumentos de acero. Papel y gomina para el pelo. Latas de anchoas y el láser de su lector de DVD o el que se usó para alinear el túnel del metro (ese láser que decían que no servía para nada). Su reloj y su GPS. La cinta adhesiva y los caramelos para el aliento. La cámara de fotos o de vídeo con que inmortaliza a su familia. Todo, todo es resultado de la ciencia y nada de la pseudociencia, la superstición o la falta de recursos para avanzar. Todo se ha logrado gracias a que algunos seres humanos especialmente curiosos se dedican a averiguar cómo funcionan las cosas, qué leyes las rigen y cómo podemos usarlas y mejorarlas en nuestro beneficio«.

«No lo sabemos todo. Ni mucho menos. Sabemos muchas, muchísimas cosas, más cada día… pero son muy poco comparadas con todo lo que nos queda por saber. La ciencia tiene esa peculiar característica: cuando responde una pregunta provoca muchas otras«.

«Para vivir mejor, para que sus conciudadanos vivan mejor, qué caramba, para que usted y sus hijos y sus nietos vivan mejor, más tiempo, con menos incomodidad, más felices y tranquilos, la ciencia debe seguir desarrollándose, aprendiendo, planteándose preguntas difíciles. Esto necesita no sólo investigación, sino recursos y voluntad para formar científicos, para que más jóvenes estudien carreras científicas en mejores condiciones, con mejores profesores y laboratorios, para que los medios informen de modo correcto sobre qué es la ciencia, y para que florezcan disciplinas con nombres que nos pueden sonar raros pero que significan camas, ropa, jabón, teléfonos, caderas, desayunos y películas 3D en DVD«.

«Los escasos recursos del estado (y no importa si su país es pequeño y pobre o grande y económicamente poderoso, los recursos del estado siempre son escasos) que se desvíen de la ciencia hacia otras actividades más cercanas a la magia acaban redundando en perjuicio de todos, especialmente de usted mismo y de su cómoda supervivencia futura«.

«La ciencia es fundamental y promover su desarrollo, su conocimiento, su presencia y su reconocimiento, es tema de la más elemental justicia«.

«Hágase justicia, pues, señor político. La ciencia es fundamental y hacerla crecer entre toda la sociedad es benéfico, redituable y de gran importancia para tener una existencia mejor. Sí, para todos nosotros, para sus electores, súbditos, ciudadanos, vasallos o compatriotas, sí. Pero sobre todo para usted. La próxima vez que tenga que tomar decisiones sobre ciencia, piense en su lecho, su ropa, sus vuelos, su teléfono, su ascensor, sus gafas, sus hijos vivos y sanos«.

Bernardo Herradón

IQOG-CSIC

herradon@iqog.csic.es

Bernardo Herradón_CV

CV actualizado (25 de abril de 2013): CV_Herradon_Mayo_2016

Actividades relacionadas con la Cultura Cientifica realizadas por Bernardo Herradón (25 de abril de 2013).

Actividades relacionadas con la Cultura Científica realizadas por Bernardo Herradón en el periodo mayo-2011 a mayo-2012 (17 de julio de 2012)

Resumen de CV_Herradon (25 de abril de 2013).

ORCID

Científicos de frontera

ESTE PRÓXIMO DOMINGO COMIENZA “CIENTÍFICOS DE FRONTERA”, UN PROGRAMA DE ENTREVISTAS QUE SE EMITIRÁ EN TVE-2 A LS 23:30.

Trece investigadores que se mueven cada día en las fronteras de lo conocido intervienen en ‘Científicos de Frontera’, un programa de entrevistas fruto de la colaboración entre la Fundación BBVA y RTVE que empezará a emitirse el próximo 10 de octubre a las 23:30 h en La 2. Inaugura la serie el físico español Ignacio Cirac, y continuará con científicos muy relevantes, que han sido recientemente galardonados con el Premio Fronteras del Conocimiento de la Fundación BBVA.

Cirac

Sin duda alguna, recomendable para todos los interesados en la Cultura Científica. Sólo una «pega». ¿Por qué tan tarde? ¿Qué joven interesado por la Ciencia lo podrá ver en directo? Sería altamente deseable que adelantásemos un poco los horarios.

Más información.

Bernardo Herradón

IQOG-CSIC

herradon@iqog.csic.es

Comentarios sobre las reacciones de Heck, Negishi y Suzuki. Premio Nobel de Química 2010.

La Real Academia Sueca de Ciencias ha anunciado la concesión del Premio Nobel de Química a Richard F. Heck (1931, Profesor Emérito de la Universidad de Delaware), Ei-ichi Negishi (1935, Universidad de Purdue) y Akira Suzuki (1930, Profesor Emérito de la Universidad de Hokkaido). La concesión del premio se ha hecho por su contribución al desarrollo de métodos sintéticos catalizados por complejos de paladio, que han permitido la preparación de miles de compuestos orgánicos de estructuras variadas, útiles en todas las áreas en las que influye la Química: salud, alimentación, agricultura, tecnología, materiales, energía, etc…

Las reacciones de formacion de enlaces C-C catalizadas por paladio ocupan una posicion predominante en Química orgánica. La reacción descubierta de manera independiente por Mirozoki y Heck a comienzo de los años 1970s, que posteriormenete desarrolló Heck, fue pionera y abrió el camino a posteriores desarrollos. La reacción de Heck es el acoplamiento entre una olefina ( nucleófilo) y un electrófilo (generalmente un haluro poco reactivo en reacciones de sustitución nucleófila). Reacciones similares a esta son la de Stille, Sonogashira y Negishi que implican el uso de organoestannanos, alquinos terminales, y organozincicos, respectivamente. Otra reacción útil desde el punto de vista sintético es la sustitucion nucleofila catalizada por paladio de compuestos alilicos, conocida como la reaccion de Tsuji-Trost. Un proceso análogo es la reaccion de Buchwald-Hartwig, que en su variante mas comun consiste en el acoplamiento de aminas secundarias con haluros de arilo. Muchas otras reacciones similares (Kumada, Hiyama, Ito, etc.) se han descrito en la bibliografía, pero no son tan versátiles como estas. Esquemas generales de estas reacciones se indican a continuación.

reacciones_pd

Otro proceso fundamental catalizado por paladio es el conocido como reaccion de Suzuki, la cual consiste en la formacion de enlaces carbono-carbono catalizada por paladio mediante el uso de organoboranos. La aplicacion mas extendida de esta reaccion consiste en la preparacion de biarilos y estructuras analogas las cuales son de gran importancia en areas como la preparacion de moleculas biologicamente activas o materiales conjugados con aplicaciones tecnologicas. Desde que fuera descrita por primera vez en el año 1979 por Suzuki esta reaccion ha estado sometida a un constante proceso de mejora enfocado a conseguir condiciones de reaccion cada vez mas suaves y tolerantes con el mayor numero de sustratos posibles. Estas mejoras se han centrado principalmente en el desrrollo de aditivos diseñados para actuar como ligandos y entre los que destacan los basados en fosfinas y mas recientemente carbenos heterociclicos. Asi, hoy en dia es posible llevar a cabo esta reaccion a temperatura ambiente incluso empleando los poco reactivos pero economicamente mas asequibles cloruros de arilo como electrofilos. En la figura siguiente se muestra la reacción general y algunas aplicaciones sintéticas.

suzuki_reaccion

Bibliografía

1) Classics in Total Synthesis. II.  More Targets, Strategies, Methods. Nicolaou y Snyder, 2003.

2) Classics in Total Synthesis. Targets, Strategies, Methods. Nicolaou y Sorensen. 1996.

3) Portal de reacciones en Química Orgánica

4) Elements of Synthesis Planning. Hoffmann. 2009.

5) Synthesis of Biaryls. Cepanec. 2004.

Enrique Mann (mann@iqog.csic.es) y Bernardo Herradón (herradon@iqog.csic.es)

IQOG-CSIC

Premio Nobel de Química 2010. Unas pinceladas sobre las reacciones catalizadas por paladio.

La Real Academia Sueca de Ciencias ha anunciado la concesión del Premio Nobel de Química a Richard F. Heck (1931, Profesor Emérito de la Universidad de Delaware), Ei-ichi Negishi (1935, Universidad de Purdue) y Akira Suzuki (1930, Profesor Emérito de la Universidad de Hokkaido). La concesión del premio se ha hecho por su contribución al desarrollo de métodos sintéticos catalizados por complejos de paladio, que han permitido la preparación de miles de compuestos orgánicos de estructuras variadas, útiles en todas las áreas en las que influye la Química: salud, alimentación, agricultura, tecnología, materiales, energía, etc…

Hech_Negishi_Suzuki

En el post de ayer, Bernardo Herradón citaba posibles ganadores del Premio Nobel de Química de este año. Entre ellos no cité a los galardonados de este año porque pensé que el Comité Nobel no iba a premiar investigaciones en metodología sintética promovida por complejos de metales de transición después de que el Premio Nobel de 2005 fuese concedido a investigadores trabajando en un área relacionada (la reacción de metátesis de olefinas, concedido a Chauvin, Grubbs y Schrock). Sin embargo, celebro mi equivocación, pues sin duda alguna Heck, Negishi y Suzuki lo merecían incluso muchos años antes. El galardón les llega cuando andan rondando los 80 años y se pueden considerar Premios Nobel tardíos, como comenté hace unos días en este blog.

Las reacciones de formacion de enlaces C-C catalizadas por paladio ocupan una posicion predominante en Química orgánica.  La reacción descubierta de manera independiente por Mirozoki y Heck a comienzo de los años 1970s, que posteriormenete desarrolló Heck, fue pionera y  abrió el camino a posteriores desarrollos. La reacción de Heck es el acoplamiento entre una olefina ( nucleófilo) y un electrófilo (generalmente un haluro poco reactivo en reacciones de sustitución nucleófila). Reacciones similares a esta son la de Stille, Sonogashira y Negishi que implican el uso de  organoestannanos, alquinos terminales, y organozincicos, respectivamente. Otra reacción útil desde el punto de vista sintético es la sustitucion nucleofila catalizada por paladio de compuestos alilicos, conocida como la reaccion de Tsuji-Trost. Un proceso análogo es la reaccion de Buchwald-Hartwig, que en su variante mas comun consiste en el acoplamiento de aminas secundarias con haluros de arilo. Muchas otras reacciones similares (Kumada, Hiyama, Ito, etc.) se han descrito en la bibliografía, pero no son tan versátiles como estas. Esquemas generales de estas reacciones se indican a continuación.

Diapositiva1

Otro proceso fundamental catalizado por paladio es el conocido como reaccion de Suzuki, la cual consiste  en la formacion de enlaces carbono-carbono catalizada por paladio mediante el uso de organoboranos. La aplicacion mas extendida de esta reaccion consiste en la preparacion de biarilos y estructuras analogas las cuales son de gran importancia en areas como la preparacion de moleculas biologicamente activas o materiales conjugados con aplicaciones tecnologicas. Desde que fuera descrita por primera vez en el año 1979 por Suzuki esta reaccion ha estado sometida a un constante proceso de mejora enfocado a conseguir condiciones de reaccion cada vez mas suaves y tolerantes con el mayor numero de sustratos posibles. Estas mejoras se han centrado principalmente en el desrrollo de aditivos diseñados para actuar como ligandos y entre los que destacan los basados en fosfinas y mas recientemente carbenos heterociclicos. Asi, hoy en dia es posible llevar a cabo esta reaccion a temperatura ambiente incluso empleando los poco reactivos pero economicamente mas asequibles cloruros de arilo como electrofilos. En la figura siguiente se muestra la reacción general y algunas aplicaciones sintéticas.

Diapositiva1

Una ampliación de este artículo se puede encontra aquí.

Enrique Mann (mann@iqog.csic.es) y Bernardo Herradón (herradon@iqog.csic.es)

IQOG-CSIC

La utilidad de las moléculas. El grafeno y el Premio Nobel de Física.

Esta mañana se ha anunciado la concesión del Premio Nobel de Física a André Geim y Konstantin Novoselov, profesores de la Universidad de Manchester, por la preparación y estudio de grafeno. La molécula de grafeno es un buen ejemplo de la utilidad de una sustancia química (es decir de la Química) como herramienta de trabajo para estudiar procesos físicos, aparte de su inmenso potencial práctico en electrónica molecular.

Premio Nobel de Física_2010

El grafeno es una molécula gigante formada por sólo átomos de carbono, que  forman hexágonos, similares al benceno. El  benceno es el prototipo de compuesto aromático, caracterizado por la existencia de 6 electrones pi. La existencia de este rasgo estructural confiere al benceno estabilidad termodinámica, reactividad química característica y propiedades eléctricas y magnéticas interesantes. La condensación y fusión de anillos hexagonales da lugar a compuestos aromáticos polianulares. Algunos ejemplos se muestran en la figura siguiente.

Aromaticos

El grafeno es una molécula con un número inmenso (prácticamente infinitos, debido a la magnitud del número de Avogadro) de anilloa aromáticos fusionados y con el grosor de sólo un átomo de carbono. Esta es una peculiaridad responsable de las propiedades del grafeno: es una molécula plana con gran superficie. Debiodo a esta características, se pensaba que el grafeno no podría prepararse de manera eficaz. Este ha sido el mérito original de la investigación del grupo de Geim y Novoselov que utilizaron un método experimental novedoso para su preparación.

Hasta el descubrimiento y caracterización de los fullerenos (de lo que se ha cumplido hace unas semanas el 25 aniversario), el carbono se presentaba en dos formas alotrópicas: el grafito y el diamante. Las dos sustancias tienen la misma composición: carbono puro; pero que tienen propiedades físicas totalmente dispares. Mientras que el diamante es transparente, aislante eléctrico y muy duro; el grafito es negro, conduce la electricidad y blando, siendo fácilmente exfoliable. Estas diferencias son debidas a la distinta ordenación de los átomos de carbono en la estructura cristalina. Los átomos de carbono en el diamante están formando estructuras muy compactas, dónde cada átomo de carbono está unido a otros tres átomos con geometría tetraédrica. En esta estructura no hay electrones pi, con mayor movilidad que los sigma, y el diamante no conduce la electricidad. Por otro lado, el grafito está formado por capas de átomos de carbono formando estructuras hexagonales fusionadas con electrones pi con alta movilidad, que son los responsables de la conductividad eléctrica del grafito. Además, la gran cantidad de enlaces conjugados en las capas de carbono es responsable de su color negro. Las capas de grafito están unidas a través interacciones no-covalentes débiles, por dónde el grafito puede ser exfoliado. Si el grafito se muele en un polvo fino, resulta el carbón activo de estructura amorfa que tiene mucha superficie por unidad de masa y es un excelente adsorbente de sustancias químicas, usándose en una de las primeras etapas de la purificación de agua.

Grafito_Diamante_Carbon Activo

La figura siguiente muestra la relación entre el grafito, el grafeno, los nanotubos y los fullerenos.

Grafito_Grafeno

Cada una de las capas carbonadas que forman el grafito es una molécula de grafeno. La obtención de una monocapa mejora considerablemente las propiedades del grafito. El grafeno es mejor conductor de la electricidad que el cobre, siendo mucho más ligero. El grafeno es transparente, muy duro, excelente conductor del calor, disipándolo eficazmente. Todas estas propiedades hacen de él un material para aplicaciones en electrónica molecular. Investigaciones futuras se enfocarán a la modificación química del grafeno con el objetivo de mejorar sus propiedades.

Como dato curioso, Geim recibió el Premio Ig Nobel en Física en el año 2000. Lo compartió con Michael Berry «por usar imanes para conseguir que las ranas leviten» (citación de la consecución del Ig Nobel). Aunque estos premios se conceden por investigaciones que al menos promueven una sonrisa, son importantes para observar como los campos magnéticos intensos afectan a las sustancias aparentemente no-magnética, debido a una pequeña respuesta diamagnética que, a nivel atómico y molecular, compensa la fuerza de la gravedad. Este tipo de experimentos sirven para modelizar entornos de gravedad cero. En 2001, Geim publicó un artículo (Physica B, 2001, 294-295, 736) en el que el coautor era su hamster.

Dentro de unas horas se anunciará la concesión del Premio Nobel de Química. Algunos merecedores: Whitesides, Schreiber, Schultz, Eschenmoser, Mukaiyama, Somorjai, Danishefsky, Marks, Parr, von Schleyer, Ziegler, Stoddart, Crabtree, Fréchet, Karplus, Lippard, Zare.

De las formas alotrópicas del carbono y su utilidad (y de otras utilidades de la Química, así como de su relación con otras ciencias) se hablará en la charla La Química: De “entre la Física y la Biología” a “entre la Biomedicina y la Ciencia de los Materiales”. Oportunidades de investigación en Química dentro del curso de divulgación Los Avances de la Química y su Impacto en la Sociedad (jueves 7 de octubre en la sede del IQOG).

Bernard0 Herradón

IQOG-CSIC

herradon@iqog.csic.es

Los Premios Nobel olvidados y tardíos. Max Born.

Ya se están empezando a conocer los Premios Nobel de este año (los de Física y Química se anunciarán los días 5 y 6, repectivamente). En ese momento se empezarán a discutir sobre los galardonados, sobre los pronósticos fallidos y se recordarán a los científicos que, mereciéndolo, no lo recibieron y porqué no fueron galardonados. En algunos casos estos “olvidos” fueron intencionados, en otros no intencionados y en, muchos de ellos, para cumplir los deseos de Alfred Nobel: premiar como máximo a 3 científicos por año y especialidad y que estuvieran vivos en el momento del anuncio de la concesión.

Es justo recordar, aunque sólo sea nombrándolos, a algunos de estos olvidados de los Premios Nobel: Gandhi (Paz), Meitner o Slater (Física), Avery o Moncada (Medicina) y Mendeleev, Lewis, Eyring, Ingold, Heitler, London o Carothers (Química). Algunos de estos químicos serán objeto de próximos posts en este blog.

También son interesantes los casos de los científicos que recibieron el Premio Nobel al final de sus vidas, algunos incluso cuando ya prácticamente se habían retirado de la carrera científica o la investigación, por la que fueron galardonados, la habían hecho muchos años antes. Dos químicos muy relevantes, Georg Wittig (1898-1987) y Herbert C. Brown (1912-2004), lo recibieron en 1979 cuando posiblemente lo merecieron muchos antes por sus trabajos de aplicaciones sintéticas de compuestos de fósforo y boro, respectivamente.

Quiero dedicar el resto del artículo al físico Max Born (1882-1970), que recibió el Premio Nobel de Física en 1954 (compartido con Walter Bothe), cuando acababa de retirarse de su cátedra de la Universidad de Edimburgo. La biografía y el resumen del trabajo científico de Born se puede encontrar en multitud de sitios en la web. Entre las contribuciones de Born a la Ciencia, cabe destacar sus investigaciones teóricas sobre la dinámica de los sistemas cristalinos, óptica y mecánica cuántica. Se ha afirmado que “en ningún lugar puede hacerse Física sin topar, de forma directa o indirecta, con el nombre de Max Born.

born_postcard

Aunque afirmaba modestamente que sus conocimientos de Química se limitaban al cloruro sódico; sus investigaciones también han influido en la Química. Aparte de su aportación a la Mecánica cuántica, que son los fundamentos de la Química; también propuso la aproximación adiabática o de Born-Oppenheimer que facilita la resolución aproximada de las ecuación de ondas para sistemas moleculares, o el ciclo de Born-Haber que permite el cálculo de entalpías de reacciones químicas usando como base la Física teórica, este método se aplicó originalmente a la energía de la red cristalina, que no se puede obtener experimental. Además, Born estaba convencido que la Mecánica cuántica debe ser compatible con el concepto de estructura química.

Born recibió el Premio Nobel por su contribución a la Mecánica Cuántica, especialmente por su interpretación estadística de la función de onda. Aunque esta justificación de la Fundación Nobel para concederle el Premio es justa, es insuficiente; pues Max Born debe considerarse como el auténtico padre (quizás compartido con Niels Bohr) de la Mecánica Cuántica (él acuño el término, aunque esto sea anecdótico). Y es injusto que le galardonasen en 1954 cuando, sin duda, lo mereció al menos 20 años antes (en la época de Heissenberg, Schrödinger y Dirac).

Además tenía unas virtudes dignas de elogio como científico y ser humano: humilde, generoso, conciencia social y luchador por la paz.

Acabo de leer algunos ensayos escritos por Born a lo largo de su vida. Los ensayos están recogidos en los libros Ciencia y Conciencia en la Era Atómica (también contiene ensayos escritos por su esposa, Hedwig Born, una pacifista activa durante la Guerra Fría) y Physics in my Generation. Este segundo libro, aunque escrito en un lenguaje asequible (y prácticamente sin fórmulas) está más orientado a especialistas en Física.

El libro Ciencia y Conciencia en la Era Atómica tiene varios ensayos autobiográficos (escritos en diversas épocas de su vida), un ensayo excepcionalmente ameno sobre su investigación en la dinámica de las redes cristalinas, su conferencia de aceptación del Premio Nobel, un artículo sobre Einstein a través de su correspondencia científica y un ensayo sobre la amenaza atómica (muy presente en aquellos años).

En este último artículo, aunque toma como tema del mismo la amenaza atómica; va más allá, dando muestras de una calidad humana impresionante con reflexiones interesantes sobre ciudadanía (¡la anhelada relación entre Ciencia y ciudadanía!) y política.

La formación universitaria de Born fue en Matemáticas en Götinga, dónde estudió y fue colaborador (ayudante de docencia) de cuatro de los más grandes de la época: Klein, Hilbert, Minkowski y Runge. Aunque hubiese podido hacer una carrera brillante en Matemáticas, pensó que no estaría a la altura de sus maestros y prefirió dedicar sus esfuerzos a la Física teórica. Con los cuatro maestros matemáticos (quizás con Klein menos, como reconoce Born, pues Klein era menos asequible) mantuvo relaciones excelentes toda su vida.

En sus escritos defiende su filosofía científica (los ensayos son buenos ejemplos de Filosofía de la Ciencia) de trabajar en varios temas, criticando la especialización excesiva a la que se estaba llegando en la Ciencia (incluso en aquellos años 1950s, ¡si viviese ahora!).

Su actitud frente a los colegas es digna de elogio. Siempre favoreció a los jóvenes investigadores, reconociendo su talento. Su grupo de investigación (primero en Frankfurt y Götinga, hasta que el nazismo le obligó a emigrar, y luego en Edimburgo) fue un vivero o sitio de acogida de algunos de los más importantes científicos del siglo XX. Por citar los nombres más relevantes; tuvo como ayudantes a O. Stern (Premio Nobel), W. Pauli (Premio Nobel), W. Heissenberg (Premio Nobel), E. Hückel, F. Hund, W. Heitler; como a doctorandos a P. Jordan, M. Delbrück, J. R. Oppenheimer (del que no le gustó que posteriormente participase en el Proyecto Manhattan de preparación de la bomba atómica), M. Göppert-Mayer (Premio Nobel); como colaboradores a A. Landé, V. Fock, E. Hyllerass; y como anfitrión de J. E. Lennard-Jones, E. U. Condon, P. Dirac (Premio Nobel), E. Fermi (Premio Nobel), J. E. Tamm (Premio Nobel), N. Mott, F. London, L. Pauling (Premio Nobel), J. Von Neumann, E. Teller y E. P. Wigner (Premio Nobel). ¡Difícil encontrar una cantera mejor!

La relación con sus colaboradores fue especial. Califica a  sus dos primeros ayudantes, Wolfgang Pauli y Werner Heissenberg, “como los más aplicados y geniales que uno puede imaginar”. La relación con este último fue especial, con gran generosidad. Cuando Heissenberg escribió el artículo (Z. Phys. 1925, 34, 879) que dio comienzo a la Mecánica cuántica trabajaba en el grupo de Born, este lo revisó y seguro que hizo aportaciones destacables al mismo; sin embargo no exigió firmarlo como autor (¿nos imaginamos esta situación actualmente? ¿qué un “jefe” decline figurar como autor de un artículo de un colaborador?). Posteriormente al envío a publicar de este artículo de Heissenberg, Born en colaboración con su discípulo Jordan desarrolló un formalismo matemático (basado en el álgebra de matrices, que dominaba por su pasado “matemático” y que no era muy común en la época y menos entre físicos) que hacía más asequible la mecánica cuántica, dando lugar dos artículos fundamentales (uno de ellos de Born y Jordan, Z. Phys. 1925, 34, 858; y el otro el famoso Drei-Männer-Arbeit, Born, Heissenberg y Jordan, Z. Phys. 1926, 35, 557).

¿Por qué tardó tanto el Comité Nobel en conceder el Premio Nobel a Born? Muy posiblemente fue debido a que físicos muy relevantes, fundadores de la Física cuántica, como Planck, Schrödinger, de Broglie y Einstein no creían en la Naturaleza estadística, no determinista, que se deducía de la Mecánica cuántica y de la que Born fue el máximo exponente y defensor. Hay que remarcar que fue Born el científico que interpretó el cuadrado (o conjugado complejo) de la función de ondas de Schródinger como una probabilidad, tan familiar para todos los físicos y químicos actualmente, pero revolucionario cuando lo propuso en 1926, y que daba sentido físico al concepto matemático de la función de onda introducido por Schrödinger en su versión ondulatoria de la Mecánica cuántica.

Born mantuvo una relación muy especial con Einstein. Fueron amigos toda la vida, a pesar de las discrepancias científicas sobre la Naturaleza descritas por la Mecánica cuántica. Como es bien sabido, y a pesar de ser uno de los precursores de la Mecánica cuántica. Einstein no creía en que la Naturaleza estuviese regida por leyes estadísticas. Born fue el receptor de la famosa frase “Dios no juega a los dados” escrita por Einstein. Born mantuvo toda su vida una admiración inmensa por Einstein al que consideraba un maestro, reconociéndole una influencia inmensa en su trabajo. Born fue un activo difusor de la Teoría de la Relatividad (plasmada en diversos artículos y en el libro Einstein’s Theory of Relativity), cuyo desarrollo consideraba genial y como él mismo afirmó, “decidió no trabajar en la Teoría de la Relatividad porque nunca podría llegar a la aportación genial de Einstein”.

Born_einstein_relatividad

En definitiva, Max Born ha sido uno de los más grandes científicos de la historia y también una persona digna de elogio por su compromiso ciudadano.

Bernardo Herradón

IQOG-CSIC

herradon@iqog.csic.es

La Química en televisión

El programa «tres-14» de TVE-2 de ayer se dedicó a la Química. En la escasa media hora del programa, se trataron numerosos temas, entre otros los siguientes.

1) La Química de los productos de limpieza y tensioactivos.

2) La Química del oro.

3) La Química del amor.

4) Plásticos más seguros.

5) Aroma del vino.

6) Tratamiento y diagnóstico de enfermedades.

7) Química del agua.

8 ) Elementos químicos.

9) Lecturas y sitios web de interés.

Aunque sólo se dieron pinceladas de información, el programa es interesante y recomiendo su visión. Lo podéis ver aquí.

Todos estos temas se están abordando con más detalle en el curso de divulgación «Los Avances de la Química y su Impacto en la Sociedad«. En los próximos días haré un resumen de las dos primeras charlas, cuyas diapositivas se colgarán en la web.

Bernardo Herradón

IQOG-CSIC

herradon@iqog.csic.es

Sagan: el maestro de todos nosotros

El diario PÚBLICO entrega los domingos un DVD de la serie COSMOS que concibió, escribió (en colaboración con Ann Druyan y Steven), dirigió y presentó Carl Sagan. Es una buena razón más para desear que llegue el Día del Señor.

Sagan

Como a muchas personas de mi generación, COSMOS supuso una revolución. Los que empezábamos una carrera científica nos animaba a continuarla y, sin duda, fomentó muchas vocaciones científicas entre los más jóvenes. Además, la serie de TV se completó con un libro excelente que se publicó en España en 1980 (el ejemplar de mi colección es de 1980, 4ª edición, con 41000 ejemplares vendidos, lo que debía ser un número alto para la época) y que se ha seguido reeditando (hay al menos edición de 2004).

Cosmos-Sagan

COSMOS_2004

Hoy, con la perspectivas de la edad, con una carrera científica de casi 30 años y  con mucho interés en actividades relacionadas con la Cultura Científica; he visto los dos primeros capítulos de la serie y me descubro ante la gran calidad general de los episodios y lo bien que cuenta la Ciencia.

La serie es destacable por el rigor científico, sin embargo, asequible para todos. Recomendaría que la serie fuese de visión obligatoria en la asignatura de Ciencias para un Mundo Contemporáneo de 1º de bachillerato; pues aunque tiene más de 30 años, sigue siendo actual (los episodios tienen un añadido final rodado 10 años después actualizando información).

Sólo queda decir, parafraseando a Laplace (referiéndose a Euler) «Leed a Euler, leed a Euler. Él es el maestro de todos nosotros.» (título de la excelente biografía de Euler, escrita por William Dunham, que es un libro de fácil lectura). Actualizando la frase: IMITAD A CARL SAGAN, ES EL MAESTRO DE TODOS LOS QUE ESTAMOS INTERESADOS EN LA DIVULGACIÓN Y CULTURA CIENTÍFICA.

euler_Dunham_Euler

euler_Duham_Eng

Por cierto, recomiendo la visión de este segundo episodio a los detractores (sin usar razones científicas) de los transgénicos. Aunque Sagan no habla de transgénico, sí lo hace de evolución artificial: prácticamente toda nuestra ganadería y agricultura es producto de la evolución artificial.

Bernardo Herradón

IQOG-CSIC

herradon@iqog.csic.es