Hermann Emil Fischer (1852, Prusia – 1919, Berlín) fue galardonado con el premio Nobel de Química 1902 “en reconocimiento de los extraordinarios servicios que ha rendido en sus trabajos de síntesis de azúcares y purina”. Cuando  adolescente, su padre, dueño de una industria, opinó que era ‘demasiado estúpido’ para los negocios, pero como destacaba en los estudios lo mandó a Bonn a aprender química. En Estrasburgo conoció a von Baeyer, con el que aprendió a trabajar con los tintes, y el que le dirigió la tesis doctoral sobre fluoresceína y otros compuestos orgánicos que presentó en 1874; en esta época descubrió la fenilhidrazina accidentalmente. En 1878, von Baeyer sucedió al fallecido Liebig  en Munich,  Emil se fue con él y trabajó en los tintes derivados del trifenilmetano. En  las universidades de Erlanger y Berlín empezó a investigar, en 1882, sobre azúcares y purina, como nos contó en la lección que dictó con ocasión de la recepción del premio Nobel, que tituló “Síntesis de purina y del grupo de los azúcares”. En ella, comenzó recordando que la síntesis de la urea por Wöhler en 1828 fue el punto de partida de la gloriosa evolución de la Química Orgánica y de la dedicación de la Química a los grandes problemas de la Biología. A continuación, Fischer señaló que el descubrimiento de  la estructura de la purina fue consecuencia de su síntesis a partir del ‘barato’ ácido úrico obtenido del guano, un abono procedente de las deyecciones de aves marinas. Fischer representaba la molécula de purina con un rectángulo de cuatro átomos de carbono y dos átomos de nitrógeno, unido a un pentágono de tres carbonos (dos compartidos con el rectángulo) y dos nitrógenos; el conjunto tenía dobles enlaces alternos. La estructura de la purina es la que se admite actualmente salvo que el rectángulo se sustituye por el hexágono propio de los compuestos aromáticos. Fisher mostró  las fórmulas de los compuestos con la misma estructura básica de la purina: la hipoxantina y xantina, ambas presentes en la sustancia muscular; la adenina y guanina, del guano, como el ácido úrico. Las cuatro proceden del reino animal, pero también mostró otras de origen vegetal y con la misma estructura: cafeína, teobromina y teofilina, principios activos del café, del té y del cacao. Fischer señaló que pudo sintetizar muchos otros compuestos de fórmulas relacionadas con la purina, como hizo, por ejemplo, en la síntesis de tricloropurina por la acción del cloruro de fósforo sobre el ácido úrico, de hecho ya está en el mercado, dijo, la teofilina artificial y esto podría ser extensible a la teobromina y cafeína. ¿Seguirán los pasos, se preguntaba, de la síntesis de tintes y sabores como ya se ha hecho partiendo del alquitrán? También llamó la atención sobre la importancia biológica de algunos de estos compuestos; por ejemplo, adenina y guanina están relacionadas con el núcleo, la parte más importante de la célula, y el exceso de ácido úrico tiene incidencia en la salud.

Fischer señaló en su lección la mayor importancia económica que tienen los carbohidratos sobre las purinas, informando que los polisacáridos almidón y celulosa pueden hidrolizarse para obtener monosacáridos, y que estos pueden transformarse en polisacáridos por deshidratación. También dijo que se conocía la fórmula de la glucosa, aldehído de un alcohol hexavalente, así como la existencia de otros cincuenta monosacáridos naturales, añadiendo que ¡podían obtenerse cientos artificiales! En efecto, Fischer sintetizó hexosas a partir de glicerina por oxidación con ácido nítrico diluido (si es concentrado se obtendría nitroglicerina, un explosivo) obteniendo una sustancia dulce llamada glicerosa que al tratarla con álcali diluido se dimerizaba a un azúcar de seis átomos de carbono. De esta manera obtuvo glucosa, y tratándola con fenilhidrazina, a través de la formación de oxazonas, estableció su relación con fructosa y manosa. También fue capaz de aumentar el número de carbonos de uno en uno y de obtener azúcares dimerizando gliceraldehido. Entre 1891 y 1894 Fischer estableció la configuración estereoquímica de los monosacáridos y sus isómeros aplicando la teoría estructural de Le Bel y van’t Hoff, que atribuyeron independientemente la asimetría de las moléculas a los átomos de carbono individuales. Definieron el carbono asimétrico como aquél que estaba unido a cuatro radicales diferentes. Según esto, la glucosa, con cuatro carbonos asimétricos, tendría dieciséis sustancias geométricamente distintas. En su lección, Fischer mostró las ‘fórmulas modernas’ (así las llamó) de los seis pares ópticos (dextro y levo) de glucosa, manosa, idosa, gulosa, galactosa y talosa, más otros dos pares ‘artificiales’ : en total, las dieciséis sustancias previstas. (Esas ‘fórmulas modernas’ son las que hoy conocemos como las ‘fórmulas de Fischer’ que aparecen en cualquier libro de química sea o no orgánica). Fischer llamó la atención sobre el hecho de que la naturaleza produce exclusivamente dextroazúcares (dijo), mientras que en las síntesis se obtiene una mezcla de dextro y levo, ¿será posible la obtención de isómeros puros?, se preguntaba. Para resolver éste y los muchos problemas pendientes de la química de los carbohidratos se precisaría la colaboración de muchos investigadores, opinaba.     

Entre 1899 y 1908, Emil Fischer se dedicó al estudio de las proteínas, separando e identificando los aminoácidos (descubrió los aminoácidos cíclicos prolina y oxiprolina), estableciendo el enlace entre ellos y sintetizando di, tri y polipéptidos. También estudió las enzimas y las grasas. ¡Ah! Y se casó con Agnes Gerlach, con quien tuvo tres hijos varones, pero enviudó pronto ¿Mereció tantos premios, tantos doctorados ‘honoris causa’, tantas medallas? ¿Fue tan, tan grande como para llamarle “padre de la química de los carbohidratos”? No, no fue tan grande, fue ENORME.    

Otto Wallach (1847, Prusia – !931, Gotinga) recibió el premio Nobel de Química en 1910 “en reconocimiento de sus servicios en química orgánica y en la industria química por su trabajo pionero en el campo de los compuestos alicíclicos”. Estudió en la universidad de Gotinga, donde fue alumno de Wöhler y donde se doctoró en 1869. Un año después se marchó a Bonn como ayudante de Kekulé. Allí fue nombrado profesor en 1876 y trabajó con los aceites esenciales empleados en farmacia. Demostrando su habilidad como laborante, consiguió separar, ante el asombro de Kekulé, los componentes de mezclas complejas mediante destilación fraccionada. Una vez conseguido el aislamiento de los compuestos  empezó a estudiar sus propiedades y  estructuras: eran terpenos, de fórmulas derivadas del isopreno.

En la conferencia dictada durante los actos de concesión del premio Nobel, titulada simplemente “Compuestos alicíclicos”, Wallach contó que  químicos tan influyentes como Wöhler, Liebig y Berzelius se interesaron por las esencias y conocieron, por ejemplo,  que el aceite de las almendras amargas contenía benzaldehído y que también eran esencias  el aldehído cinámico, el timol y otros compuestos con anillo bencénico. Wallach afirmó que no todas las esencias son aromáticas sino que son alicíclicas, es decir, que no tienen anillo bencénico. En efecto, la mayoría de los aceites esenciales son terpenoides: los más sencillos son los monoterpenos de fórmula C₁₀H₁₆ que incluyen no sólo hidrocarburos sino también alcoholes y aldehídos. Wallach citó la trementina (aguarrás), el canfeno (alcanfor), la carvona (hierbabuena), el eucaliptol (aceite de eucalipto), entre otros. Asimismo, fue capaz de transformar unos compuestos en otros, por ejemplo, pineno en limoneno (terpenoide) o en carvacrol (bencénico). También dejó claro que los monoterpenos son ópticamente activos en su mayoría, es decir, que tienen carbonos asimétricos y existen en las formas dextro, levo y racémica. Así, el levo-limoneno se encuentra en las agujas del pino y la forma dextro en la piel de naranja.

Un paso decisivo en la elucidación de la estructura de los monoterpenos fue la obtención del dipenteno, la forma racémica del limoneno, por dimerización del isopreno, de fórmula C₅H₈ , demostrándose que los terpenos son isoprenoides. Esta idea la desarrolló Leopold Ruzicka (1887, Croacia – 1976, Zurich), premio Nobel de Química en 1939 “por su trabajo sobre polimetilenos y terpenos mayores”, quien extendió los isoprenoides a los diterpenos de veinte átomos de carbono (fitol y vitamina A), a los triterpenos de treinta átomos de carbono (resinas) y a los tetraterpenos  de cuarenta átomos de carbono (carotenoides). Ruzicka escribió una biografía sobre la vida y obra de Wallach, su maestro.

Wallach terminó su lección del Nobel llamando la atención sobre el hecho de que plantas muy cercanas botánicamente, como las variedades de eucaliptos, producen esencias diferentes, mientras que otras plantas no relacionadas forman sustancias idénticas. Asimismo, justificó que la carestía de los perfumes se debía a la baja concentración: para obtener un kilogramo de aceite esencial de violeta se requerirían 330000 kilogramos de floración. Quizá se puedan obtener los perfumes sintéticamente, pronosticaba.        

Sir Walter Norman Haworth (1883, Lancanshire – 1950 Birmingham) obtuvo el premio Nobel de Química en 1937 “por sus investigaciones en carbohidratos y vitamina C”. Haworth se doctoró en Gotinga dirigido por Wallach y un año después, en 1911, en Manchester, le otorgaron el título de Doctor en Ciencias, un grado de honor logrado en un tiempo record. En 1925 se trasladó como profesor a Birmingham, donde permaneció hasta su retiro en 1948. Un año antes había sido nombrado Caballero.

Haworth, con Perkin Jr., sintetizó el silvestreno, un terpeno de fórmula C₁₀H₁₆ presente en el aceite y en la resina de las coníferas. Pero su gran trabajo consistió en dar un paso más en la estructura de los azúcares establecida por Emil Fischer representando las moléculas con un anillo glucósido en lugar de colocar los átomos en línea recta: son las ‘fórmulas de Haworth’ que seguimos utilizando porque son más útiles en la descripción de las reacciones químicas. No solo estudió los mono y disacáridos, sino que determinó la longitud de la cadena de los polisacáridos y ayudó a establecer su estructura. Además, sintetizó la vitamina C, cuya fórmula desarrollada está relacionada con los azúcares sencillos.

En su conferencia del Nobel, titulada “La estructura de los carbohidratos y de la vitamina C”, Haworth expuso que no estaba claro cómo se realizaba la unión entre dos o más moléculas de glucosa para formar los polisacáridos, lo que le llevó a representar tanto la glucosa como la manosa, galactosa y fructosa, en sus fórmulas isómeras alfa y beta, por anillos de piranosa. Concluyó que los disacáridos sacarosa, maltosa, celobiosa, gentiobiosa, melibiosa y otros,  resultaban de la pérdida de H₂O entre dos moléculas de monosacáridos, uniéndose mediante un átomo de oxígeno común. Y facilitó la interpretación de los enlaces numerando los átomos de carbono de la piranosa, asignando el número 1 al grupo aldehído. En la sacarosa se unen el OH del número 1 de la glucosa con el OH del número 2 de la fructosa. La diferencia de estructura entre dos disacáridos, por ejemplo entre maltosa y celobiosa, estriba en que los isómeros se unen de manera diferente: la alfa maltosa procede de la unión de dos alfa glucopiranosa y la beta celobiosa de dos moléculas de beta glucopiranosa. En los polisacáridos, dos pares de moléculas de maltosa se unen en el almidón y en el glicógeno;  en la celulosa se unen dos unidades de celobiosa. Pero, ¿cuál es la longitud de las cadenas de los polisacáridos?, se preguntó Harworth, y con el tratamiento suave de disgregación con ácido seguido de acetilación y metilación, dedujo que en el almidón las cadenas individuales terminan tras 26 o 30 unidades de alfa glucopiranosa. Estas cadenas están interconectadas por un enlace polimérico formando un complejo de peso molecular de un millón o más.        

Haworth informaba que Szent-Györgyi había aislado en 1928 la vitamina C, de fórmula C₆H₈O₆ y punto de fusión 192ºC, un ácido monobásico y un poderoso agente reductor. Haworth lo llamó ácido ascórbico y estableció su estructura: era la lactona del ácido 2-ceto-l-glucónico.  Lo sintetizó mediante dos procedimientos, el más sencillo consistió en la oxidación de la l-sorbosa (procedente del d-sorbitol) con ácido nítrico en condiciones controladas, obteniendo ácido 2-ceto-l-glucónico: su éster metílico da la sal sódica del ácido ascórbico cuando se trata con metóxido de sodio. La síntesis de la vitamina C abarató considerablemente la producción comercial.

Las últimas investigaciones de Sir Walter contribuyeron a la coordinación entre la física, la química y la biología en los problemas relativos a los polisacáridos constituyentes de la membrana externa de las bacterias.