Il Nobel per la Chimica a Henri Kagan e Kenso Soai

Il Premio Nobel per la Chimica 2026 è stato assegnato al francese Henri B. Kagan e al giapponese Kenso Soai «per la scoperta di effetti non lineari e autocatalisi nella sintesi organica asimmetrica». I due chimici hanno risolto un problema che complicava interi ambiti di ricerca: come fare in modo che una reazione chimica produca soprattutto una sola delle due versioni speculari di una molecola.

Il problema derivava dal fatto che molte molecole possono esistere in due forme che sono l’una l’immagine speculare dell’altra, un po’ come la mano destra e la mano sinistra. Queste versioni, che si chiamano “enantiomeri”, hanno gli stessi atomi, ma disposti in modo diverso nello spazio.

Per molte reazioni chimiche può essere una differenza pressoché trascurabile, ma le cose cambiano quando queste molecole hanno a che fare con gli organismi viventi. Per motivi non ancora completamente chiariti, infatti, la vita usa quasi sempre una sola delle due versioni. Gli amminoacidi che fanno parte delle proteine, per esempio, appartengono tutti a una delle due forme speculari, una caratteristica che si chiama “omochiralità”.

Quando si vuole produrre una molecola spesso non basta quindi ottenere quella “giusta”, ma bisogna riuscire a ottenere la versione che interessa. Questo è particolarmente importante quando la molecola deve interagire con un organismo, per esempio nel caso di un farmaco. Ed è proprio su questo che hanno lavorato i due chimici premiati quest’anno con il Nobel.

Nel 1986 Henri Kagan stava studiando i catalizzatori — le sostanze che accelerano una reazione chimica senza consumarsi — e fece una scoperta inaspettata. Notò che per ottenere un prodotto quasi del tutto puro non serviva utilizzare un catalizzatore chimicamente perfetto. Anche impiegando un catalizzatore “impuro”, cioè composto da un proprio mix di forme speculari, la reazione finale mostrava una presenza schiacciante di una sola delle due forme. La piccola prevalenza iniziale nel catalizzatore veniva fortemente amplificata nel prodotto finale.

Il processo dipendeva dal modo in cui le molecole che componevano il catalizzatore si combinavano tra loro a coppie. Quando erano presenti entrambe le versioni speculari, si formavano sia coppie omogenee (destra-destra o sinistra-sinistra) sia coppie “miste” (destra-sinistra). Le coppie omogenee (destra-destra o sinistra-sinistra) guidavano la reazione, mentre quelle miste (destra-sinistra) funzionavano molto meno. Questo faceva sì che una piccola prevalenza iniziale di una delle due forme nel catalizzatore producesse una prevalenza molto maggiore della stessa forma nel prodotto finale.

In sostanza Kagan aveva scoperto un modo per amplificare una piccola differenza, ottenendo una prevalenza molto più marcata della forma desiderata tra le due versioni speculari di una molecola.

Kenso Soai si chiese se potesse passare al grado successivo, e cioè fare in modo che una reazione amplificasse da sola questa differenza. In pratica era alla ricerca di una reazione in cui fosse il prodotto stesso a poter funzionare da catalizzatore. Ipotizzò un meccanismo in cui una reazione genera per caso una forma più dell’altra che, una volta presente, aiuta la reazione a produrre altre molecole della stessa forma creando un processo che si autoalimenta.

Dopo diversi esperimenti, nel 1995 Soai riuscì a dimostrare che quel meccanismo poteva funzionare. Partendo da una differenza iniziale piccolissima, ottenne una differenza finale enorme. Continuò a lavorare su questo meccanismo per altri otto anni e nel 2003 riuscì a far partire la reazione da molecole non chirali, cioè da molecole che non avevano una preferenza per nessuna delle due forme speculari.

Aveva infatti notato che durante la reazione poteva comparire per caso una quantità appena maggiore di una delle due forme rispetto all’altra. Le molecole di quella forma prevalente favorivano la produzione di altre della stessa forma. Non era quindi necessario stabilire prima quale delle due avrebbe prevalso: era sufficiente una piccola differenza casuale perché la reazione la facesse poi aumentare.

Kagan dimostrò quindi che una piccola differenza può essere amplificata durante una reazione, mentre Soai dimostrò che questa amplificazione può diventare un processo che si autoalimenta.

Grazie al loro lavoro oggi i chimici dispongono di strumenti migliori per ottenere una sola delle due forme speculari di una molecola, invece di produrle entrambe in quantità simili. In particolare, gli effetti non lineari scoperti da Kagan permettono di capire meglio come avvengono le reazioni e di ottimizzarle per ottenere la forma più pura possibile. Questo è utile nella produzione di farmaci, aromi, profumi e prodotti chimici per l’agricoltura, e in alcuni casi anche nello sviluppo di nuovi materiali.