化學家研發新藥時，總是面臨一個問題：許多藥物分子存在兩種互為非等同鏡像的形態：一種具備治療效果，另一種則可能帶來有害的副作用。

這背後的根本原因和生命的基礎化學特性有關：許多構成生命的分子存在外觀相似卻並不完全相同的兩種形態——同手性（homochiral），就像人的左手與右手。

數十年來，研究者理論上已知可以設計出只生成其中一種鏡像分子的反應，但如何在實際中實現這一點，始終是一個謎團。

10月7日，亨利·B·卡甘（Henri B. Kagan）與硤合憲三（Kenso Soai）榮獲2026年諾貝爾化學獎，正是因為他們找到了這一問題的答案。兩人將平分1200萬瑞典克朗（約合人民幣803萬元）。

巴黎第十一大學的亨利·B·卡甘於1930年12月15日生於法國布洛涅-比揚古。

2001年諾貝爾化學獎表彰不對稱催化領域的研究時，亨利·B·卡甘的落選曾引發法國科學界抗議。時隔25年，95歲的他終於獲得這一殊榮。目前，最高齡諾獎得主的紀錄仍由約翰・B・古迪納夫（John B. Goodenough）保持。2019年，他因對鋰離子電池研發的貢獻獲得諾貝爾化學獎，時年97歲。

硤合憲三通過電話對委員會成員表示：“收到這個好消息，我非常激動。毫無疑問，這是我人生中最振奮的日子之一。”他說，諾貝爾委員會聯絡到他時，他正在家附近購物。硤合憲三於1950年生於日本廣島，目前任職於東京理科大學。

諾貝爾化學委員會主席海納・林克（Heiner Linke）表示：“亨利·B·卡甘與硤合憲三解開了一個跨越百年的化學謎題：同手性如何自發產生。他們研發的化學反應令人驚嘆。”

亨利·B·卡甘與硤合憲三的發現，對設計藥物合成反應起到了決定性作用。

01. 一個百年謎團：生命分子為何只偏愛“一隻手”？

早在1857年，法國著名科學家、微生物學和免疫學先驅路易·巴斯德（Louis Pasteur）就發現，生命中的化學分子似乎存在一種特殊的“偏好”：面對一對互為鏡像的分子，細菌只會利用其中一種。此後研究發現，天然氨基酸和DNA中的糖也都遵循類似規律。

認識到生命分子只選用一對對映異構體中的一種後，新的問題隨之而來：生命起源之初發生了什麼，讓生命化學擁有了這種“單手性”？

化學家在實驗室合成手性分子時，得到的永遠是兩種異構體等量混合的產物。那麼，為什麼生物體只使用氨基酸的其中一種鏡像形態？同手性究竟如何產生？

02. 亨利·B·卡甘推翻固有認知找到放大目標分子的辦法

上世紀80年代初，亨利·B·卡甘和眾多化學家一同致力於最佳化不對稱反應，目標是製備高純度的對映異構體，用於藥物製造等領域。反應純化的重要性，早已被20世紀60年代初的反應停（沙利度胺）事件所證實：這種鎮靜劑導致數千名新生兒先天缺陷。研究者事後查明，正是藥物活性成分的鏡像異構體造成了毒害。

當時學界普遍認為，催化劑中兩種鏡像分子的比例，會按照“線性關係”傳遞給最終產物。

亨利·B·卡甘對這個假設提出質疑。

他發現了一個意料之外的現象：左旋-右旋型催化劑的反應活性和另外兩種完全不同。他用不同異構體配比的催化劑開展實驗，發現產物比例並不像其他化學家所假設的那樣呈線性關係；亨利·B·卡甘繪製的結果曲線是彎曲的。

這意味著他找到了放大產物中某一種對映異構體生成量的方法。

1986年，他報導了至少三種展現出化學家所稱非線性效應的不對稱反應。這是歷史性突破，大批化學家開始研究這一新現象，東京理科大學的硤合憲三便是其中之一，他完成了這條思想鏈條的最後一環，促成2026年諾貝爾化學獎。

03. 硤合憲三的“神奇”化學反應：能讓分子實現自我放大

硤合憲三研究一種具有強烈非線性效應的不對稱化學反應。仔細分析該反應的催化劑與產物結構後，他發現二者高度相似。一個想法由此萌生：能不能設計一個反應，依靠自催化過程，讓催化劑由反應自身生成？

通過測試大量不同分子，硤合憲三找到了一種手性物質——5-嘧啶基烷醇，它可以實現自我生成。1995年發表的論文中，他描述了這項開創性實驗：起始原料中，某一對映異構體僅多出2%，最終產物中該異構體過量比例達到87%。該反應具備自我放大特性。

硤合憲三又持續探索了八年，尋找最理想的自催化體系。2003年，他終於報導了這樣一個化學反應：反應生成過量的某一對映異構體，而該異構體又可以作為催化劑不斷自我複製。這是自生命誕生以來，人類首次從非手性的原料混合物中創造出手性分子。

硤合反應被認為是化學史上最精巧的實驗之一。啟動催化過程時，兩種對映異構體都會生成，但反應由隨機因素主導，其中一種會略微更多。這一點點微小的過量，就足以讓這種異構體主導整個化學反應，最終在產物中的佔比可以高達99.99%。重複實驗時，也可能換成另一種異構體佔據主導；最終得到那一種異構體，取決於反應開端的隨機事件。

04. 惠及醫藥、香料、農用化學品等眾多領域

亨利·B·卡甘和硤合憲三的研究成果改變了化學家製造藥物分子的底層方法：面對一對幾乎一模一樣的“鏡像分子”，化學家第一次擁有了更強的能力，讓反應“選擇”自己真正需要的那一個。

2022年由英國皇家化學學會出版的專業參考書《不對稱自催化：硤合反應》專門總結了Soai反應的應用。其中提到，Carreira團隊曾利用不對稱自催化及其手性放大機制，完成了HIV治療藥物依非韋倫（efavirenz）關鍵中間體的手性合成。

硤合反應重新點燃了化學家探索生命起源的熱情。如今世界各地的研究者正在復現硤合憲三的成果，目標是合成同手性的氨基酸與糖。

亨利·B·卡甘發現的非線性效應，已經成為化學家設計新反應的重要工具。反應呈現非線性特徵，可以幫助研究者理解反應機理，進而最佳化反應，儘可能獲得高純度的產物對映異構體。對於所有生產和生命體發生作用的化學品的企業來說，這一點至關重要，相關產品包括藥物、香精、香料與農用化學品，在部分新材料的生產中同樣意義重大。  (每日經濟新聞)

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