据路透社关于获奖消息的报道,法国科学家亨利·B.卡甘与日本科学家硖合宪三于10月7日获得2026年诺贝尔化学奖。瑞典皇家科学院在瑞典首都斯德哥尔摩宣布了这一决定,表彰两位科学家在不对称有机合成领域中,围绕非线性效应以及自催化现象作出的发现。此次获得肯定的研究,关注化学反应如何使一种分子镜像形态相对于另一种形态占据优势。
瑞典皇家科学院在介绍科学背景时解释,一些分子可以具有两种不同形态,它们之间的关系就像人的左手与右手:彼此是对方的镜像,却无法通过把一个放在另一个之上而完全重合。化学家将这种性质称为手性。在生命系统中,许多必不可少的分子会以特定形态受到偏好,而不是两种形态同样占优。这也提出了一个需要解释的问题:这样的化学不平衡究竟是如何产生的。
按照负责颁发这一奖项的瑞典皇家科学院对研究成果所作的说明,卡甘发现,化学反应能够使某一种分子镜像形态相对于另一种形态产生更大的过量,而且其程度超过化学家原先认为可能达到的水平。这些非线性效应为研究人员提供了一条途径:他们可以据此了解反应是通过什么机制进行的,并利用这种认识来提高最终产物的纯度。因此,卡甘的工作扩充了化学家开展选择性合成时可以使用的研究工具。
硖合宪三设计的则是一种产物能够帮助催化自身形成的化学反应。在这一过程中,已经生成的产物参与推动更多同类产物的形成,从而放大一种镜像形态相对于另一种形态的主导地位。英国皇家化学学会在介绍获奖工作时认为,两位科学家的发现让化学家能够推动通向同手性的反应。在这里,同手性指的是一种分子手性取向占据优势的状态。
英国皇家化学学会在对这两位科学家获奖工作的介绍中指出,这些研究成果并非只有理论意义,其实际重要性还延伸到药物制造。对于一种药物分子而言,互为镜像的两种形态在人体内可能具有不同的作用。其中一种形态可能带来人们所期待的益处,而另一种形态则可能引起不希望出现的作用。因此,在制药所涉及的化学反应中,能够控制最终生成的是哪一种分子形态,是药物化学中具有重要意义的问题。
瑞典皇家科学院在介绍这项工作的意义和后续研究方向时,同时明确强调,硖合反应是在人工条件下设计的反应,与生命本身的化学过程有所不同。不过,这一成果仍然启发了关于生命起源的研究。科学家正在尝试把取得类似结果的目标放到氨基酸和糖类上,通过这些研究继续探索一个问题:生命系统中所呈现的、对特定分子形态的偏好,究竟可以如何从化学反应中产生。
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