2026年诺贝尔化学奖授予Kagan与Soai,表彰不对称有机合成中的非线性效应与自催化
瑞典皇家科学院将2026年诺贝尔化学奖授予法国巴黎第十一大学的Henri B. Kagan和日本东京理科大学的Kenso Soai,表彰他们在不对称有机合成中发现非线性效应与自催化。95岁的Kagan曾在2001年落选该奖。
AI解读:诺贝尔化学委员会主席Heiner Linke称,两人的工作解释了生命单一手性如何自发产生,并称其开发的化学反应极其壮观。
Kagan在1986年报告非线性效应:左右混合的异手性催化剂活性极低,使产物单一镜像纯度可以超过催化剂本身的纯度;他的实验显示混入75%右手与25%左手时,真正起效的催化剂相当于右手占九成。
Soai在1995年发表首个不对称自催化反应,起始仅2%的一种镜像领先,反应结束后优势变为87%;2003年他从完全无手性原料出发,经三次加料将占比推至超过99.5%,实验可冲到99.99%。
Kagan 1930年出生,1960年获博士学位,长期任职巴黎第十一大学,1971年开发手性配体DIOP,曾在2001年诺奖评选时落选并引发争议。
Soai 1950年生于广岛,东京理科大学名誉教授,1995年发现不对称自催化,据该校网站履历,2010至2015年曾任吉林大学访问教授。
瑞典皇家科学院宣布,2026年诺贝尔化学奖授予法国巴黎第十一大学的Henri B. Kagan(亨利·卡根)和日本东京理科大学的Kenso Soai(硤合宪三),表彰他们在不对称有机合成中发现非线性效应与自催化。
诺奖委员会的评价
诺贝尔化学委员会主席Heiner Linke表示,亨利·卡根和硤合宪三解决了一个困扰化学界上百年的谜团:生命的单一手性究竟是如何自发产生的。他称两人开发的化学反应极其壮观。
据来源回顾,1953年理论物理学家查尔斯·弗兰克提出,从无到有产生单一手性需要三个条件:反应不对称且存在手性催化剂;有机制抑制劣势镜像并放大优势镜像;产物本身能自催化自我复制。来源称第一条已在2001年和2021年相关诺奖工作中落实,今年奖项对应后两条。
Kagan与非线性效应
在20世纪80年代以前,学术界普遍假设催化剂中左手分子的比例与产物中左手分子的比例接近线性关系。Kagan注意到一个金属中心常同时结合至少两个手性配体,形成右-右、左-左和左-右三种组合。
1986年,Kagan在《美国化学会志》(JACS)报道了三个表现出非线性效应的反应:左-右混合的异手性催化剂活性极低。来源举例称,混入75%右手和25%左手时,左手大量进入废掉的左右组合,真正起效的催化剂效果相当于右手占九成;产物比例与催化剂比例的关系因此偏离直线。
来源称这种非线性效应后来成为化学家的诊断工具,可用于推断反应机理、优化手性纯度,并应用于制药、香精和农药等行业。
Soai与不对称自催化
硤合宪三在东京理科大学研究不对称反应时,发现催化剂与产物结构相似,由此尝试设计让催化剂催化自身生成的实验。
1995年,他发表首个不对称自催化反应:起始只有一种镜像领先2%,反应结束后领先优势变为87%。来源称化学界将该反应称为Soai反应。
2003年,硤合宪三报道了终极版本:从完全不带手性的原料出发,反应中两种镜像都会出现,因随机涨落一种可能仅领先0.00005%,但领先者会催化自身复制;实验中每加一次原料占比跳一档,加料三次后超过99.5%,可冲到99.99%。来源指出,同样的实验再做一遍,赢的可能是另一只手。
来源引述官方科普文件称,除生命本身之外,此前没人做到过从无手性原料出发凭空造出接近纯粹的单手性。
两位获奖者
Henri B. Kagan 1930年出生于法国布洛涅-比扬古,现年95岁。他早年就读于巴黎大学理学院和巴黎国立高等化学学院,1960年在法兰西公学院取得博士学位,此后长期任职于巴黎第十一大学(现并入巴黎萨克雷大学)。1971年,他开发出手性配体DIOP。来源称,2001年诺贝尔化学奖颁发给不对称催化领域时,Kagan落选曾引发学界争议;此前他已获得沃尔夫化学奖、富兰克林奖章,并为法国科学院院士。
Kenso Soai 1950年出生于日本广岛,毕业于东京大学,师从向山光昭,1979年获博士学位,随后在美国北卡罗来纳大学教堂山分校跟随Ernest L. Eliel从事博士后研究,1981年加入东京理科大学。据东京理科大学网站刊载的个人履历,2010年至2015年他曾担任吉林大学访问教授。