诺奖解读：他们解开了化学中的不对称之谜
诺奖解读：他们解开了化学中的不对称之谜
想象一下，你是一位定制钥匙的锁匠。你每次制作钥匙都会得到两把镜像对称的钥匙，但只有一把能打开锁，如果顾客试图用另一把钥匙开锁，锁就会损坏。
化学家在研发新药时也面临着类似的挑战。许多药物分子以两种互为镜像的变体存在，并非完全相同：一种具有治疗作用，而另一种则可能带来有害的副作用。其根本原因与生命的基本化学性质密切相关：生命是同手性（homochiral）的——就像左右手一样，所有氨基酸都以两种镜像变体存在，但只有其中一种存在于细胞的蛋白质中，构成我们DNA的糖分子也是如此。
化学家们长期以来一直困惑于同手性是如何产生的。亨利·卡根（Henri Kagan）和硖合宪三（Kenso Soai）找到了这一谜题的答案，并因此荣获2026年诺贝尔化学奖。
发现增强“不对称性”的催化机制
互为镜像的两种分子则被称为对映体。在化学反应中，催化剂通常会“对称地”同时加速两种对映体的生成。卡根是上世纪80年代初致力于改进“不对称反应”的众多化学家之一，他们的目标是生产尽可能纯净的某种对映体。
之前，研究人员认为催化剂的手性会传递给产物，并且两者之间存在线性关系——他们假设如果将两种镜像的对映体混合在催化剂中，产物将具有相同的比例。
卡根并未盲从于这一假设，而是更详细地研究催化剂本身。在化学反应过程中，催化剂中的金属原子和手性分子的作用机制当时并没有人深究。
卡根假设金属原子在化学反应过程中至少吸引了两个手性分子。如果将左右对映体排列组合，则会得到三种形式的催化剂——右—右、左—右和左—左。
这种推理让卡根取得了意想不到的发现，因为左—右催化剂驱动化学反应的速度远远慢于其他两种催化剂。当他用不同对映体组合的催化剂驱动反应时，产物比例与催化剂组成之间的关系并非线性关系。换句话说，催化剂的某种手性可以被放大，从而大幅提高产物中目标对映体的比例。