Нобелевскую премию по химии присудили за открытие нелинейных эффектов и автокатализа в асимметричном органическом синтезе

Ее получат Анри Каган и Кенсо Соаи

Лауреатами Нобелевской премии по химии 2026 года стали Анри Каган (Henri Kagan) и Кенсо Соаи (Kenso Soai). Премию присудили за открытие нелинейных эффектов и автокатализа в асимметричном органическом синтезе. Церемонию объявления победителей можно посмотреть в прямом эфире. Подробнее об исследованиях лауреатов можно прочитать на сайте Нобелевского комитета.

Некоторые органические молекулы обладают свойством хиральности, то есть существуют в двух зеркальных формах — энантиомерах. Энантиомеры имеют одинаковый состав (брутто формулу), но разное пространственное расположение фрагментов. Синтезируя такие вещества, химики зачастую получают смесь двух энантиомеров примерно в равных количествах. При этом живые организмы обычно предпочитают один энантиомер: например, аминокислоты в белках живых организмов почти исключительно представлены L-формами. Получение заданного энантиомера является важнейшей задачей в фармакологии: один из них станет лекарством, а другой не будет иметь никакого эффекта, тем самым мешая установить точную дозировку, а в худшем случае — станет ядом, как это было с печально известным талидомидом.

Например, нобелевские лауреаты 2021 года Бенджамин Лист (Benjamin List) и Дэвид Макмиллан (David MacMillan) разработали асимметрический органокатализ — метод, в котором небольшие органические молекулы-катализаторы направляют реакцию преимущественно к образованию одного из энантиомеров. В частности, Макмиллан показал, что хиральный органокатализатор может через образование промежуточного комплекса с реагентами направлять реакцию к преимущественному образованию одного энантиомера.

Лауреаты этого года тоже исследовали связь между хиральностью катализатора и продукта. В 1986 году группа Кагана показала, что между составом катализатора и составом получаемого продукта может существовать нелинейная зависимость. При определенных условиях небольшое преимущество нужного энантиомера катализатора может превратиться в гораздо большее преимущество нужного энантиомера продукта. Дело в том, что молекулы катализатора могут взаимодействовать друг с другом в разных комбинациях, образуя промежуточные комплексы. Комплексы, состоящие из одинаковых энантиомеров, и комплексы из противоположных энантиомеров могут иметь разную устойчивость и реакционную способность. В результате более активная форма катализатора получает преимущество, и исходная небольшая асимметрия усиливается в ходе реакции. Каган разработал математические модели, описывающие такое поведение. Впоследствии они стали инструментом для изучения механизмов асимметрического катализа.

Следующий шаг сделал Соаи в 1995 году. Он показал, что химическую асимметрию можно не только усилить, но и сделать самоподдерживающейся: в автокаталитической реакции образующийся продукт помогает получать новые молекулы того же энантиомера. Так возникла возможность химически усиливать первоначально ничтожное нарушение симметрии и в пределе получать практически только одну зеркальную форму вещества.

В 2025 году Нобелевскую премию по химии получили Сусуму Китагава (Susumu Kitagawa), Ричард Робсон (Richard Robson) и Омар Ягхи (Omar M. Yaghi) — за открытие металл-органических каркасов.