山东
10月7日，瑞典皇家科学院宣布，将2026年诺贝尔化学奖授予科学家亨利·B·卡甘和硖合宪三，以表彰他们发现不对称有机合成中的非线性效应和自催化现象。
中国科学院大学化学科学学院副院长陈祥雨（中）在为学生们讲不对称合成、有机催化课程。采访对象供图
听上去有些“拗口”的获奖理由，究竟讲了一件什么事？中国科学院大学化学科学学院副院长陈祥雨告诉北京日报客户端记者，可以先从每个人都熟悉的左手和右手说起。
中国科学院大学化学科学学院副院长陈祥雨在为学生们讲不对称合成、有机催化课程。采访对象供图
分子也有“左手”和“右手”
“左手和右手互为镜像，看起来几乎一样，但无论怎么翻转，都无法完全重合。”陈祥雨说，化学世界里也有类似现象，一些分子像是拥有“左手”和“右手”两个版本，这种性质被称为“手性”。
不对称合成，就是让化学反应尽可能按照人们的需要，合成“左手”或“右手”中的特定一种分子。陈祥雨介绍，生命体系本身具有鲜明的手性特征，氨基酸等许多重要生物分子都存在手性，而药物分子的不同“左右手”，也可能表现出不同的生物活性。因此，如何精准获得所需要的那一种手性分子，是有机化学中的重要问题。
一点点差异，如何被“滚雪球”般放大？
今年两位获奖者的工作，都指向一个关键词——“手性放大”。
陈祥雨介绍，卡甘发现的“非线性效应”，揭示了催化剂手性纯度与产物手性纯度之间并非简单的正比关系。比如，把催化剂的手性纯度降到一半，产物的手性纯度并不一定也按比例降到一半，有时明显更高，有时反而更低。这就说明，反应中原本的手性差异可能被放大了，也可能出现负面的放大。
硖合宪三发现的不对称自催化现象，则更像一个不断滚大的“雪球”。很多化学反应需要催化剂来帮助反应进行，而在这种特殊的反应中，生成的手性产物本身又可以充当催化剂，继续促进更多同类产物生成。更关键的是，在这个反应里，右手产物优先催化右手产物、左手产物优先催化左手产物。实验结果显示，哪怕起始只有极微弱的手性偏向，经过几轮反应后，占多数的那只“手”也会越滚越多，手性纯度越滚越高。
在陈祥雨看来，卡甘和硖合宪三的研究虽然路径不同，但内在逻辑是一致的：都在解释手性如何被放大。前者更多揭示了非线性规律，后者则通过实验体系展示了自催化带来的放大效应，“这次诺奖把两个人放在一起，是有内在联系的”。
6年内两获诺奖，“手性合成”为何如此重要？
“说实话，看到今年的结果，我还是有些意外。”陈祥雨说。2001年，诺贝尔化学奖授予了“手性催化氢化反应”的研究，2021年，德国科学家本杰明·李斯特和美国科学家戴维·麦克米伦又因“不对称有机催化的发展”而获奖。仅仅5年后，诺奖再次回到不对称合成领域。
“意外之中也有合理之处，这恰恰说明手性合成、手性化合物的重要性。”陈祥雨说，高纯度手性催化剂的制备往往成本较高，如果利用非线性效应，以手性纯度相对较低的催化剂得到高纯度产物，就可能具有实际价值；与此同时，负非线性效应也提醒研究人员，在工艺放大过程中，要警惕催化剂微小变化对最终产物手性的影响。
国内化学界也在长期布局“不对称催化”领域
陈祥雨从2008年起一直从事不对称合成、不对称催化研究。他介绍，不对称催化是我国有机化学研究的重要方向之一，国内多所高校和科研院所长期布局，在手性配体、手性催化剂和不对称反应等方面形成了一批具有国际影响力的工作，中国科学院相关研究机构和中国科学院大学也有多支团队在开展相关研究。
“如果未来要进一步理解甚至尝试构建复杂生命体系，手性问题也是绕不开的基础问题。”陈祥雨说，从一双“左右手”出发，今年的诺贝尔化学奖再次提醒人们，在微观的分子世界里，“左”和“右”的差别并不微不足道，它关系着化学反应如何发生，也关系着人类如何更精准地创造所需要的分子。
来源：北京日报
编辑：李雨
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