95岁法国科学家与日本化学家分享2026年诺贝尔化学奖:破解“分子左右手”百年谜题

【北美发布综合报道】瑞典皇家科学院10月7日在斯德哥尔摩宣布,2026年诺贝尔化学奖授予法国化学家亨利·B·卡根(Henri B. Kagan)和日本化学家Kenso Soai,表彰两人“在不对称有机合成中发现非线性效应和自催化”方面作出的开创性贡献。两人将平分今年1200万瑞典克朗、约120万美元的奖金。

卡根现年95岁,出生于法国,长期任职于法国奥赛的巴黎南大学(Université Paris-Sud,现属巴黎-萨克雷大学体系);Soai现年76岁,出生于日本广岛,是东京理科大学名誉教授。卡根也成为诺贝尔奖历史上年龄最大的获奖者之一。

诺贝尔化学委员会主席海纳·林克(Heiner Linke)评价说,两位科学家解决了一个困扰化学界超过一个世纪的问题:同手性(homochirality)究竟如何能够自发产生。他说,两人发展出来的化学反应“非常精彩”。

一个分子为什么也有“左手”和“右手”?

今年的诺贝尔化学奖听起来十分专业,但核心问题其实可以用人的两只手来理解。

人的左手和右手互为镜像,看起来非常相似,却无论如何都不能完全重合。很多化学分子同样存在这种现象,科学家称之为手性(chirality)。

更奇妙的是,生命对于分子的“左”和“右”并不是一视同仁。

例如,构成人体蛋白质的氨基酸几乎只采用一种“手性”,DNA也具有固定的旋转方向。理论上,这些分子完全可以存在另一种镜像形式,但生命在漫长演化中却几乎只选择其中一种。

为什么?

这个问题从19世纪法国科学家**路易·巴斯德(Louis Pasteur)**研究酒石酸开始,就一直困扰着化学家。Reuters

普通化学反应如果同时能够产生一对镜像分子,通常会各产生一半。科学家真正想解决的问题是:有没有办法让化学反应自己“选边站”,大量生产其中一种,而不是另一种?

卡根和Soai的研究最终证明:可以。

卡根发现“小差异可以被放大”

1980年代,卡根在研究不对称合成时发现,一些化学反应中,最初极其微小的“左、右”比例差异,可以通过反应过程被不断放大。

瑞典皇家科学院称,卡根在1986年迈出了关键的一步。他发现了一种操纵化学反应的新方法,可以让一种镜像分子的比例达到此前被认为难以实现的水平。

换句话说,一个开始时微不足道的“不对称”,经过化学反应之后,可以越来越明显。

这一发现被称为非线性效应(non-linear effects)。

Soai让分子“自己复制自己的选择”

真正令人震撼的一步随后由Soai完成。

1995年,他发表研究,设计出一种特殊的不对称自催化(asymmetric autocatalysis)反应。

所谓“自催化”,可以简单理解为:

反应产生出来的分子,本身又成为催化剂,帮助制造更多和自己相同的分子。

这样一来,只要开始时出现非常微弱的“左”或“右”优势,这种优势就可能像滚雪球一样不断扩大。

到2003年,Soai进一步展示了一种能够最终只形成一个镜像版本的反应。瑞典皇家科学院称,除生命本身之外,此前人类从未实现过这样的化学过程。

这一过程后来被称为著名的“Soai反应”。

诺贝尔化学委员会成员Peter Somfai甚至称之为“可能是有机化学中最酷的实验”。

为什么这项研究对制药特别重要?

“左手分子”和“右手分子”虽然化学组成相同,在人体内产生的作用却可能完全不同。

一个简单的例子是香芹酮(carvone):一种镜像结构闻起来像薄荷,另一种则带有葛缕子香料的气味。

到了药物领域,这种差别就可能更加重要。

同一种药物分子的两个镜像版本,一个可能具有治疗作用,另一个可能效果很弱,甚至产生不同乃至有害的生物学作用。因此,现代制药工业必须尽可能准确地制造所需要的那个“左手”或“右手”版本。

诺贝尔委员会指出,卡根和Soai的发现为化学家提供了强有力的工具,使他们能够设计出选择性制造特定手性分子的反应,这已经成为现代药物化学的重要基础。Reuters

美国化学会主席Rigoberto Hernandez更直言:“如果没有这种化学,我们今天拥有的药物将不可能成为现在这个样子。”

95岁的卡根,迟到25年的诺奖

对于95岁的卡根来说,这个奖尤其引人注目。

他早已被视为不对称催化领域的先驱。2001年诺贝尔化学奖同样表彰不对称催化研究,当时奖项授予William Knowles、野依良治(Ryoji Noyori)和Barry Sharpless,却没有包括卡根。当时法国科研部门甚至公开向诺贝尔基金会表达不满。

25年后,卡根终于因为自己在这一领域的另一项奠基性贡献获得诺贝尔奖。法国总统马克龙10月7日也公开祝贺,称这是法国的巨大荣誉,也是对卡根“一生研究工作的肯定”。

Soai获知自己获奖时则正在家附近购物。

他通过电话参加诺贝尔奖发布会时说,这是自己一生中“最激动的日子之一”,并表示非常高兴能与卡根共同分享这一奖项。

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