Los becarios espías y el Nobel de Química de 1963

Estas semanas vamos a estar en plena danza de los Premios Nobel 2014. Ayer cayó uno (el de Medicina) a una fotogénica pareja noruega, cuya parte femenina (signo de los tiempos) es una tuitera de pro. Y, esta misma noche, he estado releyendo un libro sobre Química de Polímeros con una parte histórica no desdeñable. La confluencia de ambas cosas me ha hecho recordar la tortuosa entrega del Premio Nobel de Química del año 1963, entrega que debió generar a la Fundación Nobel y a la Casa Real Sueca más de un quebradero de cabeza. La verdad es que podía haberme acordado del tema el año pasado por estas fechas, cuando la entrada hubiera tenido el valor añadido de una cifra tan redonda como la del quincuagésimo aniversario del evento, pero las cosas son como son y no hay que darle más vueltas.

La foto que encabeza la entrada corresponde a la entrega mencionada arriba. El ciudadano de la izquierda, casi de espaldas, es el Rey de los suecos. El ciudadano de la derecha, apoyado en un bastón y en una tercera persona mucho más joven (creo que es su hijo pero no lo he podido confirmar) es Giulio Natta. El que aparece al fondo con gafas es Karl Ziegler. Todo muy normal y protocolario pero la atmósfera debió ser de las que se cortan con cuchillo y poca gente conoce lo que allí se cocía. Incluyendo a la mayoría de los que tienen estudios de Química aunque, para estos últimos, los apellidos de nuestros dos protagonistas están indisolublemente unidos (algo que ninguno de ellos probablemente deseaba durante el acto en cuestión). En muchos textos de Química Orgánica es habitual encontrar referencias a los llamados catalizadores Ziegler-Natta, que aparecieron en este blog en una entrada ya lejana en la que hablamos de la tacticidad de los polímeros.

La historia del desencuentro de ambos personajes puede empezar haciendo mención a la historia del Tupperware (polietileno) que ya conté en otra entrada también antigua. Allí se relataba cómo ese material fue descubierto por chiripa por dos investigadores que andaban jugando, a altas presiones y temperaturas, con un gas llamado etileno y que, tras incertidumbres y explosiones diversas en su camino, lograron sintetizar, en esas condiciones de alta presión, un polvo blanco, moldeable tras su calentamiento a unos 160ºC, que hoy llamamos polietileno y que es uno de los materiales plásticos más vendidos, al haber encontrado acomodo en múltiples aplicaciones (bolsas, botellas, filmes, revestimientos y un largo etcétera). Durante los años siguientes mucha gente trató de aplicar el mismo procedimiento para obtener otro plástico, el polipropileno. La idea lógica era obtenerlo poniendo propileno, otro gas de estructura muy parecida al etileno, en similares condiciones a aquellas en las que se había logrado polimerizar el etileno. Pero los múltiples intentos eran siempre infructuosos. Se obtenía una especie de chicle blancuzco que no servía prácticamente para nada.

En 1943, dos años antes de que acabara la 2ª Guerra Mundial, Karl Ziegler aceptó el puesto de Director del Kaiser-Wilhelm-Institut en Mülheim, Alemania, un Instituto fundamentalmente dedicado a investigar sobre el carbón. Ziegler, que era un químico al que le interesaban los compuestos organometálicos de aluminio, pero no un especialista sobre el carbón, puso como condición para aceptar el puesto que se le diera completa libertad para seguir en sus líneas de investigación. Y asi se hizo. A lo largo de los años siguientes, Ziegler y su grupo prosiguieron con su trabajo en organometálicos hasta que ocurrió lo que el propio Ziegler contaba en la lección impartida como colofón a la entrega del Premio Nobel: “El desarrollo empezó a finales de 1953 cuando Holzkamp, Breil, Martin y yo mismo, en unos pocos y casi dramáticos días, observamos que el etileno gas podía ser polimerizado rápidamente a 100, 20, o 5 atmósferas y finalmente incluso a presión atmosférica, en presencia de algunos catalizadores fáciles de preparar, para dar un plástico de alto peso molecular.”

Esos resultados suponían un cambio brusco en la síntesis de polietileno, al suavizar de forma importante las extremas condiciones a las que se estaba produciendo el material desde los años treinta y que implicaban el uso de reactores bastante caros y de complicado manejo. Además, y lo que luego resultó mucho más importante, el polietileno así obtenido tenía unas propiedades bastante diferentes del polietileno obtenido a alta presión, pero eso es otra historia que vamos a obviar para que la cosa no se haga muy larga.

La casualidad quiso que, en aquellos frenéticos días del laboratorio de Ziegler, anduvieran por allí de visita tres estudiantes italianos provenientes del laboratorio de Giulio Natta, un prestigioso profesor italiano que desarrollaba su actividad en el Instituto Politécnico de Milán y que mantenía líneas de investigación patrocinadas por la Montecatini, una especie de Repsol a la italiana en aquellos años. Es evidente que los estudiantes informaron a su jefe de que allí se cocía algo, pues fueron testigos de los primeros logros, antes relatados, de finales del 53; del subsiguiente éxito, en enero de 1954, en la preparación de copolímeros de etileno y propileno siguiendo la misma metodología, así como del fracaso (otra vez tropezando con la misma chinita) en la preparación de polipropileno. En esos mismos días se produjo el depósito de la primera patente sobre las maravillas de los catalizadores descubiertos por Ziegler y su Grupo a la hora de polimerizar etileno. También en esas mismas fechas centradas en enero de 1954, Ziegler hizo llegar a uno de los estudiantes de Natta importante información sobre la preparación y composición de los catalizadores empleados.

Y, a partir de aquí, la cosa se vuelve algo más oscura. Parece que inmediatamente, tras disponer de la información arriba mencionada, el grupo de Milán se puso a trabajar como loco, tratando de aplicar una metodología similar a la preparación de polipropileno. La cosa no parece que les resultara muy complicada (el “toque” mediterráneo algo tendría que ver) y la hoja del calendario de Giulio Natta del 11 de marzo de 1954 contiene una frase triunfante: ¡Fatto il polipropileno!. Emplearon algún tiempo adicional en probar pequeñas variaciones de los catalizadores originales de Ziegler pero, entre tanto, se dieron cuenta de que el polipropileno así obtenido tenía unas propiedades que bien podían rivalizar con el polietileno reinante. Y depositaron una patente con la Montecatini. Sus estudios posteriores demostraron que ese polipropileno era altamente isotáctico, un nombre debido a la esposa del propio Natta, pero para el que quiera profundizar en ese concepto que se vaya a la entrada arriba mencionada (la de la tacticidad).

En mayo de ese mismo año, Natta visitó a Ziegler acompañado de un abogado de la Montecatini. No está muy claro ni el objetivo de la visita ni lo que allí se habló. Cada parte tiene su versión pero el caso es que ese mismo junio Ziegler y Martin consiguieron polimerizar por fin el polipropileno y depositaron una segunda patente. Pero lo que fue fácil constatar es que, a partir de ese mayo de 1954, las relaciones entre nuestros dos científicos se deterioraron profundamente y la cosa desembocó en un largo y tortuoso proceso judicial que estaba al pil-pil en los días de 1963 a los que corresponde la fotografía que preside esta entrada.

Y es que la cosa no era para dejarla pasar. En muy pocos meses, tras el depósito de las patentes, todo el mundo las quiso licenciar para producir polipropileno. El material, como ya hemos mencionado, superaba en muchos aspectos al polietileno y, hoy en día, tras éste, es el segundo material polimérico más vendido en el mundo, empleándose para una gran variedad de productos que van desde filmes para envasado a parachoques, desde fibras para cordajes náuticos o prendas de vestir a material de laboratorio, frascos para cosmética o maletas casi indestructibles. Casi cualquier objeto de uso común que se nos ocurra puede ser moldeado en polipropileno. Así que los diferentes actores implicados fueron consciente desde el principio de que allí había demasiado dinero en juego como para seguir manteniendo las civilizadas normas del mundo científico. El litigio por la patente duró hasta 1980 cuando en un irónico gesto de la Historia, la misma fue asignada a la empresa americana Philips Petroleum, que había depositado por las mismas fechas de 1954 otra patente sobre la producción de polipropileno, utilizando como catalizadores óxidos metálicos, una vía alternativa pero completamente diferente de la que hizo que Ziegler y Natta se indispusieran para siempre.

Y para acabar una pequeña anécdota que me contó mi amigo Mike Coleman que dedicó algunos meses de estancia sabática en Europa a recopilar datos de la historia reciente de los polímeros. La podéis verificar empleando las nuevas tecnologías. Si usando Google Maps o la web ViaMichelin, os vais de viaje virtual a Milán, podéis localizar sin mayores problemas la Via Giulio Natta. Es una importante arteria de una zona de esa ciudad italiana. No muy lejos de su largo discurrir, pero mucho más difícil de localizar, está la Vía Karl Ziegler. Una especie de cul-de-sac, un callejón que no lleva a ningún sitio, un reconocimiento con muy mala leche.