جایزه نوبل شیمی 2026؛ اثرات غیرخطی و خودکاتالیزگری در سنتز آلی نامتقارن
جایزه نوبل شیمی ۲۰۲۶ به هانری ب. کاگان (Henri B. Kagan) از دانشگاه پاریس-ساکلی فرانسه و کنسو سوآی (Kensō Soai) از دانشگاه علوم توکیو ژاپن اعطا شد. این جایزه به دلیل کشف اثرات غیرخطی و خودکاتالیزی در سنتز آلی نامتقارن به این دو شیمیدان تعلق گرفت.
موضوع اصلی این پژوهش‌ها یکی از پرسش‌های مهم شیمی است: چگونه ممکن است مولکول‌های دارای کایرالیته (Chirality) در یک سامانه شیمیایی، به‌طور چشمگیری به سمت یکی از دو انانتیومر متمایل شوند؟
The 2026 Nobel Prize in Chemistry has been awarded to Henri B. Kagan and Kensō Soai for their groundbreaking work on nonlinear effects and autocatalytic processes in asymmetric organic synthesis.
چرا کایرالیته اهمیت دارد؟
بسیاری از مولکول‌های زیستی مانند اسیدهای آمینه، قندها و DNA دارای ساختار کایرال هستند. دو انانتیومر یک مولکول، اگرچه فرمول مولکولی یکسانی دارند، می‌توانند رفتارهای کاملاً متفاوتی در بدن داشته باشند. به همین دلیل، کنترل کایرالیته در سنتز داروها نیز اهمیت بسیار زیادی دارد؛ زیرا یک انانتیومر ممکن است اثر درمانی مطلوب داشته باشد، در حالی که انانتیومر دیگر اثر متفاوت یا حتی نامطلوبی ایجاد کند.
یکی از معماهای قدیمی در شیمی این است که چرا شیمی حیات به‌شدت هموکایرال (Homochiral) شده است؛ یعنی چرا در بسیاری از مولکول‌های زیستی، یک شکل فضایی بر شکل آینه‌ای آن غالب است.
کشف مهم کاگان؛ تقویت یک عدم تعادل کوچک
در اوایل دهه ۱۹۸۰، هانری کاگان با بررسی مخلوط‌هایی از دو انانتیومر در حضور یک کاتالیزور فلزی، نشان داد که تغییر نسبت دو انانتیومر اولیه می‌تواند به تغییراتی نامتناسب در محصولات منجر شود.
این رابطه غیرخطی نشان داد که برخی ترکیب‌های کاتالیزور و انانتیومرها می‌توانند عملکرد متفاوتی داشته باشند و در نتیجه، یک عدم تعادل کوچک میان دو انانتیومر را تقویت کنند. این یافته مسیر جدیدی را برای درک چگونگی ایجاد و تقویت کایرالیته در واکنش‌های شیمیایی باز کرد.
واکنش سوآی؛ خودکاتالیزی و ایجاد خلوص انانتیومری بالا
کنسو سوآی بر اساس این ایده به دنبال واکنش‌هایی بود که علاوه بر نامتقارن بودن، بتوانند خودشان را کاتالیز کنند.
او در سال ۲۰۰۳ واکنشی را معرفی کرد که امروزه به نام واکنش سوآی (Soai reaction) شناخته می‌شود. در این واکنش، محصول کایرال می‌تواند به‌عنوان کاتالیزور عمل کرده و تشکیل مولکول‌هایی با همان پیکربندی فضایی را تقویت کند.
نکته شگفت‌انگیز این است که اگر واکنش با مقدار بسیار کمی عدم تعادل میان دو انانتیومر آغاز شود، این عدم تعادل می‌تواند در جریان واکنش به‌شدت تقویت شود. در آزمایش‌های سوآی، در نهایت مخلوطی با بیش از ۹۹٫۷۵ درصد از یک انانتیومر به دست آمد.
ارتباط با منشأ هموکایرالیته در حیات
اهمیت این دستاورد فقط به سنتز آلی محدود نمی‌شود. واکنش‌های کاگان و سوآی نشان می‌دهند که چگونه یک عدم تعادل بسیار کوچک اولیه می‌تواند از طریق اثرات غیرخطی و خودکاتالیزی تقویت شود و در نهایت به غلبه شدید یک انانتیومر منجر شود.
این موضوع یکی از مدل‌های مهم برای بررسی این پرسش است که هموکایرالیته موجود در مولکول‌های زیستی چگونه ممکن است در مراحل اولیه شکل‌گیری شیمی حیات ایجاد شده باشد. البته هنوز مشخص نیست که دقیقاً چه فرایندی در آغاز حیات روی زمین چنین عدم تعادلی را ایجاد کرده است.
میراث پژوهشی در شیمی نامتقارن
کار کاگان و سوآی ادامه‌دهنده مسیر مهمی در توسعه سنتز نامتقارن است. پیش از این نیز در سال ۲۰۰۱، ویلیام نولز، ریووجی نویوری و بری شارپلس برای توسعه واکنش‌های کاتالیزشده توسط کاتالیزورهای کایرال جایزه نوبل شیمی را دریافت کرده بودند. همچنین در سال ۲۰۲۱، بنجامین لیست و دیوید مک‌میلان به دلیل توسعه ارگانوکاتالیز نامتقارن برنده نوبل شیمی شدند.
جایزه نوبل شیمی ۲۰۲۶ نشان می‌دهد که کنترل و ایجاد کایرالیته همچنان یکی از موضوعات بنیادی و تأثیرگذار در شیمی آلی، شیمی دارویی و مطالعه منشأ حیات است.
