Giải Nobel Hóa học 2026: Giải mã sự lựa chọn một dạng phân tử đối ảnh
Những khám phá của GS. Henri B. Kagan và GS. Kenso Soai, hai nhà khoa học được trao Giải Nobel Hóa học 2026, đã làm sáng tỏ cách phản ứng hóa học có thể khuếch đại sự bất đối xứng để ưu tiên tạo thành một dạng phân tử đối ảnh. Các công trình này có ý nghĩa quan trọng đối với tổng hợp hữu cơ và sản xuất dược phẩm.
Ngày 7/10/2026, Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển công bố trao Giải Nobel Hóa học năm 2026 cho GS. Henri B. Kagan và GS. Kenso Soai “vì phát hiện các hiệu ứng phi tuyến và hiện tượng tự xúc tác trong tổng hợp hữu cơ bất đối xứng”.
GS. Henri B. Kagan sinh năm 1930 tại Boulogne-Billancourt, Pháp; nhận bằng tiến sĩ năm 1960 tại Collège de France, Pháp. Ông là giáo sư danh dự tại trường khi đó mang tên Đại học (ĐH) Paris-Sud, Pháp.
GS. Kenso Soai sinh năm 1950 tại Hiroshima, Nhật Bản; nhận bằng tiến sĩ năm 1979 tại ĐH Tokyo và là giáo sư danh dự tại ĐH Khoa học Tokyo, Nhật Bản.
Khi hóa học “lựa chọn” một dạng đối ảnh
Một số phân tử tồn tại ở hai dạng là ảnh gương của nhau nhưng không thể chồng khít, tương tự bàn tay trái và bàn tay phải. Hai dạng này được gọi là các đồng phân đối ảnh. Dù có quan hệ cấu trúc như vậy, chúng có thể tương tác khác nhau với các hệ sinh học.
Một đặc điểm nổi bật của hóa học sự sống là tính đồng nhất về dạng đối ảnh (homochirality). Thuật ngữ này bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là “giống nhau” và “bàn tay”. Chẳng hạn, các axit amin có tính đối quang cấu tạo nên protein được tổng hợp tại ribosome thuộc cấu hình L; riêng glycine không có tính đối quang.
Nguồn gốc của đặc điểm này từ lâu là câu hỏi lớn đối với các nhà hóa học. Trong các phản ứng tạo phân tử có tính đối quang, nếu không có yếu tố định hướng bất đối xứng, hai dạng đối ảnh thường được tạo thành với tỷ lệ bằng nhau. Vậy bằng cách nào một dạng có thể chiếm ưu thế, tiến tới trạng thái gần như chỉ có một dạng đối ảnh?
Câu hỏi này cũng có ý nghĩa thiết thực trong phát triển dược phẩm. Hai dạng đối ảnh của một phân tử có thể gây ra những tác động sinh học khác nhau. Vì vậy, kiểm soát phản ứng để thu được dạng đối ảnh có tác dụng mong muốn là một yêu cầu quan trọng trong quá trình tổng hợp nhiều hoạt chất.
Từ hiệu ứng phi tuyến đến phản ứng tự xúc tác
Năm 1986, GS. Henri B. Kagan và cộng sự thực hiện bước tiến mang tính quyết định khi phát hiện hiệu ứng phi tuyến trong xúc tác bất đối xứng. Phát hiện này cho thấy mức độ ưu thế của một dạng đối ảnh trong sản phẩm không nhất thiết tỷ lệ thuận với mức độ ưu thế tương ứng trong chất xúc tác. Trong những trường hợp có hiệu ứng khuếch đại, sản phẩm có thể giàu một dạng đối ảnh hơn chất xúc tác ban đầu.
Một bước tiến tiếp theo đến từ nghiên cứu của GS. Kenso Soai. Năm 1995, ông và cộng sự công bố phản ứng tự xúc tác bất đối xứng, trong đó sản phẩm đóng vai trò chất xúc tác cho chính phản ứng tạo ra nó. Đặc biệt, quá trình này có thể khuếch đại độ ưu thế của một dạng đối ảnh: sự mất cân bằng nhỏ ban đầu giữa hai dạng được gia tăng trong quá trình phản ứng.
Đến năm 2003, GS. Kenso Soai trình bày kết quả cho thấy phản ứng có thể tạo ra sản phẩm gần như chỉ gồm một trong hai dạng đối ảnh. Thành tựu này minh chứng cho khả năng khuếch đại sự bất đối xứng đến mức rất cao bằng một quá trình hóa học.
Các khám phá của hai nhà khoa học bổ sung cho nhau, giúp làm sáng tỏ cách sự ưu thế của một dạng đối ảnh có thể được khuếch đại, từ đó hình thành trạng thái đồng nhất về dạng đối ảnh trong những hệ phản ứng nhất định.
Làm sáng tỏ một câu hỏi hóa học đã tồn tại hơn một thế kỷ
Theo Heiner Linke, Chủ tịch Ủy ban Nobel Hóa học, GS. Henri B. Kagan và GS. Kenso Soai đã đưa ra lời giải cho một câu hỏi hóa học tồn tại hơn một thế kỷ: bằng cách nào trạng thái đồng nhất về dạng đối ảnh có thể tự phát hình thành.
Ông Heiner Linke đánh giá các phản ứng do hai nhà khoa học phát triển là những thành tựu đặc biệt ấn tượng.
Những kết quả này cung cấp một cơ chế hóa học khả thi để giải thích sự hình thành và khuếch đại tính bất đối xứng. Tuy nhiên, việc chứng minh cơ chế trong phòng thí nghiệm chưa đồng nghĩa với xác định đầy đủ quá trình đã diễn ra khi sự sống xuất hiện trên Trái đất.
Bên cạnh ý nghĩa đối với nghiên cứu hóa học sự sống, các công trình được vinh danh còn góp phần định hướng việc thiết kế phản ứng tổng hợp bất đối xứng phục vụ sản xuất dược phẩm. Khả năng kiểm soát dạng đối ảnh của sản phẩm giúp các nhà hóa học hướng quá trình tổng hợp tới những phân tử có tác dụng sinh học mong muốn./.
