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放大分子“左右手”差异,Kagan与硖合宪三获2026诺贝尔化学奖

2026-10-6 寰宇科学

瑞典皇家科学院今日宣布,法国巴黎萨克雷大学(UniversitéParis-Saclay)荣誉教授化学家亨利凯根(HenriB.Kagan)与日本化 学家硖合宪三共同获得2026年诺贝尔化学奖,表彰两人在“不对称有机合成中的非线性效应与自催化”方面的发现,揭示微小的分子不对称如何被化学反应放大。

许多有机分子就像人的左右手,互为镜像却无法完全重叠,这种特性称为“手性”(Chirality),两种镜像形式则称为“对映异构体”(Enantiomer),如何让合成反应优先产生其中一种,是不对称合成的重要课题,也与药物制造密切相关。

凯根于1930年出生于法国,1954年完成索邦大学与巴黎国立高等化学学校学业,1960年取得博士学位,博士研究在法兰西学院进行 ,他长期任教于南巴黎大学(UniversitéParis-Sud),并于1991年当选法国科学院院士,是不对称催化领域的重要先驱。

1971年,Kagan与T.P.Dang发表以手性双膦配体(ChiralBisphosphineLigands)搭配铑(Rhodium)的催化系统,让氢化反应偏向生成特定对映体,1986年,他与团队进一步发现不对称合成的“非线性效应”,成为此次获奖的重要研究基础。

原本化学家预期,催化剂的手性偏向与产物的手性偏向应会呈线性关系,但Kagan的研究显示,部分反应会出现放大效果,即使使用混有两种对映体的催化剂,也能产生手性偏向更高的产物,这项发现提供了分析催化机制、改善合成方法的重要工具。

硖合宪三则于1950年出生于日本广岛,1979年在东京大学师从向山光昭取得博士学位,之后赴美国北卡罗来纳大学教堂山分校,跟 随ErnestL.Eliel从事博士后研究,1981年,他加入东京理科大学建立研究团队,1991年升任教授,目前为该校名誉教授。

1995年,硖合宪三与团队在《Nature》发表后来称为“硖合反应”(SoaiReaction)的研究,在二异丙基锌(Diisopropylzinc)与嘧啶醛(Pyrimidinecarboxaldehyde)的反应中,生成的手性醇能参与催化自身生成,促进更多相同手性产物形成,随著反应持续,原本仅略占优势的对映体就能通过正回馈逐步拉开差距。

后续研究更显示,衡量两种对映体比例差异的“对映体过量值”(ee),可由约0.00005%,经三轮连续自催化反应提高至超过99.5%,使产物接近单一手性。

这项成果也为生命起源研究提供重要线索,天然蛋白质主要使用L型胺基酸,核酸中的糖则为D型,生命为何形成这种手性选择,至 今仍是未解问题,硖合反应提供了微小不对称如何累积成明显优势的实验模型,至于原始地球实际采取哪一条化学路径,仍有待科学界理清。