瑞典皇家科学院当地时间10月7日在斯德哥尔摩宣布,将2026年诺贝尔化学奖授予法国化学家亨利·卡冈(Henri B. Kagan)与日本化学家添尾健造(Kenso Soai),以表彰二人在不对称有机合成中发现非线性效应与自催化,为破解"同手性如何自发产生"这一困扰化学界逾百年的谜题提供了答案。两人将平分1200万瑞典克朗(约合120万美元)奖金。

许多构成生命基础的分子存在两种互为镜像的形态,如同左手与右手,看似相同却无法重合,化学上称为手性分子。然而生命体几乎只使用其中一种形态,这种现象被称为"同手性"。长期以来,化学家在实验室中进行化学反应时,两种镜像分子总是以各占一半的比例同时生成,无法像生命体那样只得到其中一种,这成为横亘在化学领域上百年的难题。

区分两种镜像分子绝非纸上谈兵。上世纪中叶的沙利度胺事件是最惨痛的教训:这种药物的一种镜像体可以缓解孕妇的孕吐,另一种镜像体却导致上万名新生儿出现严重的肢体畸形。两种形态外形互为镜像,药效却天差地别。此后,各国药品监管机构对手性药物的审批日趋严格,制药工业迫切需要一种能够精准制造单一镜像分子的方法。

在10月7日的发布会上,林克举起自己的双手向在场记者演示:两只手互为镜像,看似相同却无法重合,手性分子正是如此。他解释说,生命体内的细胞几乎只使用其中一种形态,但化学家在实验室里长期只能得到两种形态各占一半的混合物。卡冈与添尾健造的工作,第一次让化学家拥有了像生命体一样"挑选"镜像分子的能力。

卡冈在上世纪八十年代迈出了决定性的一步。1986年,他在巴黎发现了一种调控化学反应的方法,能够让反应朝着生成某一种镜像分子的方向倾斜,大幅提高了单一镜像分子的产出比例。在此之前,化学家普遍认为这种程度的选择性在实验室条件下难以实现。卡冈的发现证明,通过精心设计的催化剂,化学反应可以被"引导"着偏向生成某一种镜像体,而非两种各占一半。这一被称为"非线性效应"的发现,改变了化学家对不对称催化反应机理的理解。

添尾健造在此基础上走得更远。他设计出一种特殊的自催化反应:反应生成的产物本身又能充当催化剂,推动生成更多与自身镜像形态相同的分子。过程中最初极其微小的不对称会被逐级放大,如同滚雪球一般,最终反应几乎只产出一种镜像分子。2003年,他创造出第一个只生成单一镜像分子的化学反应,以他的姓氏命名的"添尾反应"就此成为不对称合成领域的里程碑。这一成果证明,同手性可以通过纯粹的化学反应自发涌现,而并非生命体独有的专利。

诺贝尔化学奖委员会主席海纳·林克在宣布获奖者时表示,卡冈与添尾健造解答了一个拥有百年以上历史的化学之谜——同手性如何自发产生,两人开发的化学反应"令人惊叹"。委员会在新闻公报中指出,除了生命本身,此前从未有人实现过这一壮举,两人的发现对设计制药用化学反应的化学家具有决定性意义。

得知获奖后,添尾健造通过电话连线了在斯德哥尔摩举行的发布会。他说,这是自己人生中最激动人心的日子之一,很高兴能与卡冈教授分享这一奖项。他还透露,接到获奖通知电话时,自己正在外面买东西。

这项基础化学发现的现实意义首先体现在制药工业。许多药物分子具有手性,其中一种形态具有治疗效果,另一种可能毫无作用,甚至可能带来不必要的副作用。卡冈与添尾健造开创的方法,让化学家能够精准地只合成具有药效的那一种镜像分子,大幅提升了手性药物的生产效率与用药安全。除制药外,这些方法还被广泛应用于香料、香精的生产,以及农业化学品和新材料的开发。

卡冈1930年出生于巴黎郊区的布洛涅-比扬古,长期任职于巴黎南大学;添尾健造1950年出生于广岛,现任职于东京理科大学。

化学奖是今年诺贝尔奖周第三个揭晓的奖项。本周一,生理学或医学奖授予了在光遗传学领域作出开创性贡献的三名科学家;周二,物理学奖授予了冰立方中微子天文台的缔造者弗朗西斯·哈尔岑。按照惯例,文学奖将于周四公布,和平奖周五揭晓,经济学奖则安排在下周一。去年的化学奖授予了在金属有机框架材料领域作出贡献的三名科学家。依照传统,今年的获奖者将于12月10日——诺贝尔的忌辰——在斯德哥尔摩参加颁奖典礼。诺贝尔化学奖由瑞典皇家科学院评定,是根据诺贝尔1895年遗嘱设立的五个奖项之一,自1901年起颁发,迄今已授予超过200位科学家。