导 读
10月7日,2026年诺贝尔化学奖授予亨利·卡根(Henri B. Kagan)和硤合宪三(Kenso Soai),以表彰他们“发现不对称有机合成中的非线性效应与自催化现象”。
至此,在物理学、化学、生理学或医学三个自然科学领域,已经有28位日本出身的诺奖获得者。进入21世纪以后,诺奖自然科学三奖的日本出身获奖者达到22人。
关于不对称有机合成的更多介绍,请参见知识分子此前报道。
撰文|知识分子
亨利·卡甘(Henri Kagan),法国有机化学家,1930年出生,长期任教于巴黎南大学,是现代不对称催化的奠基者之一。他开发了DIOP等C₂对称手性配体,使金属催化剂能够高效选择性地生成单一手性产物,并发现不对称催化中的“非线性效应”,推动了手性放大和生命手性起源研究。卡甘曾获法国国家科研中心银质奖章、Prelog奖、Tetrahedron奖,2001年与野依良治、巴里·夏普莱斯共同获得沃尔夫化学奖,2005年获富兰克林研究所Bower科学奖。
硤合宪三(Kenso Soai),日本有机化学家,1950年出生于广岛,1979年获东京大学博士学位,随后赴美国北卡罗来纳大学教堂山分校做博士后,1981年加入东京理科大学。1995年,他发现具有手性放大能力的不对称自催化反应,后来被称为“早井反应”。该反应能够把极微弱的手性偏差逐步放大到接近单一手性,为研究生命体系为何只选择一种手性提供了重要化学模型。早井曾获日本化学会奖、紫绶褒章、Toray科学技术奖和2023年野依良治奖等。
据诺奖官网介绍,他们让化学反应选择一种镜像形式。一些分子,例如氨基酸,存在两种互为镜像的形式。然而,生物体中只含有其中一种。这种化学上的不对称性究竟如何产生,长期以来一直困扰着化学家。亨利·卡根(Henri B. Kagan)和硤合宪三(Kenso Soai)因发现这一谜题的解法,获得2026年诺贝尔化学奖。
化学家将生命的这种化学特征称为同手性(homochirality),这个词源于希腊语中的“相同”和“手”。如同左右手,氨基酸存在两种互为镜像的形式,但你细胞中的蛋白质只含有其中一种,另一种在自然界中很少出现。
长期以来,化学家一直想知道同手性如何产生。当他们开始研究能够生成两种镜像分子的化学反应时,试管中得到的两种形式总是各占一半。然而,化学家希望只生成其中一种,因为在开发需要与生物体相互作用的分子时,例如药物,只有其中一种镜像形式能产生预期效果。
2026年诺贝尔化学奖表彰的发现,使化学家能够推动化学反应,最终形成同手性。诺贝尔化学奖委员会主席海纳·林克(Heiner Linke)表示:“同手性如何自发产生,是一个已有百余年历史的化学谜题。亨利·卡根和硤合宪三为它提供了解答。他们开发的化学反应令人惊叹。”
1986年,亨利·卡根迈出了决定性的第一步。他发现了一种调控化学反应的新方法,使其中一种镜像形式的过量程度超过了此前认为可能达到的水平。
硤合宪三随后迈出了下一步。1995年发表的一篇关键论文介绍了他设计的化学反应,这是首个有可能形成同手性的反应。2003年,他终于成功了。他报道了一种只生成两种可能镜像形式中一种的反应。除生命本身之外,此前还没有人实现过这一点。
得益于亨利·卡根和硤合宪三的研究,我们如今知道了同手性可以如何产生。他们的发现对于设计药物制造反应的化学家具有决定性意义。