从一条曲线到自我复制：两位从未合作的化学家如何摘得2026年诺贝尔化学奖

2026年10月7日，瑞典皇家科学院将诺贝尔化学奖授予两位荣休教授：95岁的Henri Boris Kagan（亨利·鲍里斯·卡冈）和76岁的Kenso Soai（硤合宪三）。授奖理由是「发现不对称有机合成中的非线性效应与自催化」。奖金共1200万瑞典克朗，两人平分。化学委员会主席海纳·林克表示，他们为一个延续了百余年的谜题找到了答案，相关反应的表现堪称「壮观」。

这个谜题可以浓缩成一句话：为什么生命几乎只使用分子的一种镜像？除没有手性中心的甘氨酸外，组成蛋白质的氨基酸都有左右两种镜像，而细胞几乎只使用L型；核酸中的糖则主要采用D型。这里的L和D表示分子构型，并不代表偏振光向左偏还是向右偏，这两套概念不能混为一谈。在烧杯里，让非手性原料自行发生反应，通常会得到两种镜像各占一半的混合物；生命体系却几乎只选择其中一种。卡冈在1986年证明，催化剂有多纯，产物不必就有多纯；硤合则在1995年让产物反过来充当催化剂，将一个微小的偏差不断放大。

●正非线性效应：混配催化剂反应更慢，产物反而更纯

卡冈1930年12月15日出生于巴黎西郊的布洛涅-比扬古。1954年，他从索邦大学和巴黎国立高等化学学校毕业；1960年在法兰西学院获得博士学位，导师是让·雅克，研究方向是改造过的类固醇。1962年至1967年，他在阿兰·奥罗身边担任研究助理，1965年还曾前往德克萨斯大学奥斯汀分校。1967年，他在巴黎大学奥尔赛理学院建立了自己的研究小组。1970年，奥尔赛这一支成为巴黎第十一大学，即巴黎南大学。2020年1月1日，巴黎南大学并入巴黎-萨克雷大学。诺贝尔奖新闻稿仍使用「当时的巴黎南大学」这一名称，事实页列出的授奖单位也仍是奥尔赛的巴黎南大学。1973年，卡冈升任正教授；1991年当选法兰西科学院院士，1993年进入法兰西大学研究院，1994年成为波兰科学院外籍院士，1999年起荣休。

工业界最先记住的，是他与Tuan Phat Dang发展的一种配体，而不是那条曲线。

1971年，卡冈与Tuan Phat Dang在《化学通讯》上发表论文，介绍一种新的手性双膦–铑催化剂，其不对称氢化反应的光学产率最高达到72%。「光学产率」是当时使用的术语，大体对应后来常说的对映体过量，也就是一种镜像比另一种多出的比例。1972年，两人又在《美国化学会志》上发表全文，系统阐述了DIOP配体及其C₂对称性。沃尔夫奖后来将这项工作评价为催化对映选择性领域的一项突破。

1980年，他又与P. Girard、J. L. Namy报告了在温和条件下制备二碘化钐（SmI₂）和二碘化镱的方法。此后，SmI₂几乎成为有机合成实验室里的标准还原剂。还原反应与手性催化，是他研究生涯中并行发展的两条技术路线。

1986年，卡冈挑战了另一条看似理所当然的假设：催化剂有多纯，产物就有多纯。他发现，金属中心往往会同时结合两个配体，由此形成三种组合：左左、右右，以及左右混配。在他观察到的正非线性效应中，左右混配的催化物种反应速度较慢，催化活性因此受到抑制；真正发挥主要作用的，反而是左左、右右这两种同手性组合。结果，催化剂中原本不算很大的手性优势，经过反应之后，可能在产物中变得更加明显，甚至使产物的对映体过量超过催化剂本身。

如果左右混配的物种反而反应更快，情况就会倒过来：产物的手性偏向低于催化剂本身，曲线向直线下方弯曲，这被称为负非线性效应。两种情况都写在卡冈1986年发表于《美国化学会志》第108卷第2353页的论文中。诺贝尔奖科普文本重点强调的是正非线性效应：一个本身并不纯的催化剂，也能交出手性纯度更高的产物。

卡冈的荣誉几乎每隔十年就上一个台阶。1974年，他获得法国国家科研中心银质奖章；1990年获得苏黎世联邦理工的普雷洛格奖章，1991年获得霍夫曼奖章。1998年，他在同一年里获得意大利化学会手性奖章、名古屋有机化学奖章和山田–古贺奖。1999年，他获得Tetrahedron奖和英国皇家化学会百年奖。2001年，他与野依良治、巴里·夏普莱斯共同获得沃尔夫化学奖。2002年，他获得有机合成化学协会颁发的高砂香料国际奖「野依奖」；2005年获得富兰克林研究所鲍尔科学成就奖，2013年获得法国化学会拉瓦锡奖章。法国荣誉军团骑士勋章也在他的荣誉名单之中。

2001年尤其容易引起误读。当年1月，沃尔夫奖将卡冈、野依和夏普莱斯列在一起；同年10月，诺贝尔化学奖却授予威廉·诺尔斯、野依和夏普莱斯，表彰他们在手性催化氢化与手性催化氧化方面的贡献，而非非线性效应。

诺贝尔奖最多授予三人。当时就有同行认为，DIOP的开创者不应该缺席。不过，这只是学界的议论，并非评委会的正式解释。2026年的诺贝尔奖，也不能简单理解为对2001年评选结果的补偿。此次授奖理由指向的是非线性效应，以及它与自催化之间的联系。

●不对称自催化：2%的偏差怎样被继续放大

硤合宪三1950年5月3日出生于广岛县安艺郡府中町。名字中的「硤」是他本人使用的写法，简体中文文献中有时也写作「硖」。1969年，他从广岛大学附属高中毕业；1974年毕业于东京大学理学部化学科，1976年获得硕士学位，1979年师从向山光昭，获得理学博士学位。著名的向山羟醛反应，便是以他的导师命名。博士毕业后，硤合先担任日本学术振兴会奖励研究员，随后前往北卡罗来纳大学教堂山分校，在Ernest L. Eliel（欧内斯特·埃利尔）的实验室工作至1981年。埃利尔撰写的立体化学专著，是当时许多化学家学习和理解分子镜像关系的重要参考书。

1981年，硤合回到东京理科大学任讲师，1986年升任副教授，1991年升任教授。2016年起，他改任嘱托教授，次年成为名誉教授。他还曾在多所大学担任客座教授或从事合作研究，包括2001年的巴黎市工业物理化学高等学校、2005年的九州大学、2007年至2010年的早稻田大学、2008年的斯特拉斯堡大学，以及2010年至2015年的吉林大学。

1995年12月28日，《自然》刊出硤合团队那篇只有两页的通信。带有2%对映体过量的5-嘧啶基烷醇，与二异丙基锌一起对嘧啶-5-甲醛做加成。新生成的还是这种醇，并在同一只烧杯里充当催化剂，把手性偏差往上推。摘要没有写下终点。诺奖科普文本把这次实验记成从2%到87%；硤合后来写连续几轮、用上一轮产物催下一轮时，提到过约88%。两个数差一个百分点，说的是同一类放大，不能写成摘要里印着的原句。

2003年1月，《四面体：不对称》报告了不另加手性物质的版本。嘧啶甲醛与二异丙基锌反应之后，产物随机偏向S或R，偏向再被放大。诺奖科普文本说，占优的那种镜像最终可以占到产物的99.99%；换一次实验，另一边也可能胜出。他2004年在《日本化学会志》的综述，则把接近单一镜像写成对映体过量超过99.5%。组成比和对映体过量不是同一个数，引用时要跟着出处走。

这里还有一条边界。普林斯顿大学的库尔特·米斯洛在2003年指出，统计涨落造成的极低过量，和试剂里痕量手性杂质造成的极低过量，实验上很难分开。更稳的说法是：在名义上没有手性试剂、也没有手性物理力直接参与时，这个反应能走出可检测的偏差，再把偏差放大。它很罕见，但不是生命起源的直接证据。石英、辰砂和氯酸钠晶体可以直接当引发剂。圆偏振光要多转一道：它先在亮氨酸等分子上留下极低过量，再由这些分子去引发。

常用的图景是，产物醇先变成锌醇盐。同手性的二聚体负责催化，更稳定的异手性二聚体不太干活，少数派被攒进储备库，多数派越跑越快。这不是唯一路径。2025年的原位质谱和动力学工作提出，醇盐加到醛上形成的半缩醛锌配合物，是传递手性的一类关键中间体。

奖来得比反应慢，但阶梯清楚。1988年有机合成化学鼓励奖，1990年有机合成化学协会研究企划奖，2000年井上学术奖和日本化学会学术奖，2002年分子手性奖，2003年有机合成化学协会奖，2005年意大利化学会手性奖章，2007年文部科学大臣表彰科学技术赏，2011年日本化学会奖。2012年紫绶褒章。研究室资料把第57回东丽科学技术奖记在2017年3月。2023年，他获得高砂香料国际奖「野依奖」和瑞宝中绶章。2025年3月12日日本学士院奖，授奖式于6月10日举行，天皇出席。

●三个条件凑齐之后：工业界真正用得上的，是那条曲线

卡冈与硤合并不在同一个实验室，也没有直接合作。诺贝尔奖却将两人的研究连接成前后相继的两个环节。

1953年，F. C. Frank（弗雷德里克·查尔斯·弗兰克）围绕「同手性如何自行出现」提出了三个条件：首先，需要一种能够区分两种镜像的手性催化剂；其次，反应必须强化其中一方，同时抑制另一方；最后，反应本身还必须能够生成自己的催化剂。卡冈证明优势可以被非线性地放大。硤合补上自催化，并在不另加手性模板时，让反应自己走出偏向。

诺贝尔奖的迟到，也与名额限制有关。2001年的三个名额给了手性催化氢化与氧化领域的代表人物。卡冈凭借DIOP的开创性工作，当年已经与野依、夏普莱斯一同获得沃尔夫化学奖；但非线性效应还要再等25年，才与硤合的自催化研究被放到一起，作为同一个科学问题的两个关键环节加以表彰。

硤合的反应使用嘧啶甲醛和二异丙基锌，当然不是药厂可以直接照方抓药的成熟工艺。真正能够直接影响不对称合成方法论的，是卡冈发现的那条曲线。它告诉化学家：催化剂的纯度与产物的纯度之间，并不存在简单的一一对应关系。通过选择合适的催化体系，即使催化剂本身并不十分纯，也有可能获得对映体过量更高的产物。

从1986年的那条弯曲线，到2026年10月7日的诺贝尔奖电话，卡冈等了整整40年。硤合从日本学士院奖到这通授奖电话，间隔只有一年多。这项诺贝尔奖没有颁发给某种新药，也没有给出生命为何偏爱一种分子镜像的最终答案。它表彰的是两件更加基础的事情：一个微小的优势，可以通过反应机制不断放大；而一个反应，也可以生成自己的催化剂，让这种优势继续复制下去。

从微小偏差到显著优势，从外部催化到自我放大，化学展现出一种令人惊讶的能力：它不一定需要一个外部力量替自己决定方向，也可能在特定条件下，沿着某个微小的起点，一步步走出自己的选择。

主要信源：瑞典皇家科学院2026年10月7日化学奖新闻稿，授奖词、林克的话、奖金、1986年与1995年及2003年的台阶；同日科普解读，弗兰克三条条件、2%收到87%、一种镜像可占99.99%，以及硤合反应是人工体系；事实页补卡冈的生日和「当时的巴黎南大学」。ChemistryViews补卡冈的学位、教职和荣休年份；日文维基对上两人的奖章，法文维基补1974年法国国家科研中心银质奖章；沃尔夫基金会2001年评语说明与野依、夏普莱斯分享。DIOP的72%光学产率出自1971年《化学通讯》，全文是1972年《美国化学会志》；二碘化钐出自1980年《美国化学会志》。非线性效应出自1986年《美国化学会志》第108卷第2353页。硤合的生日、府中町和教职出自日文维基。1995年《自然》只写2%被放大；2003年《四面体：不对称》写不另加手性物质、产物随机选边；超过99.5%的对映体过量出自他2004年的综述。米斯洛2003年指出涨落和痕量杂质分不开。半缩醛锌配合物是2025年《自然·通讯》的结果。学士院奖的日期和天皇出席，出自硤合研究室网页。诺贝尔基金会章程只用来说明化学奖最多三人、不发给合作组。