Nobel per la Chimica 2026 a Kagan e Soai per le molecole speculari

L'Accademia reale svedese delle scienze ha assegnato il Nobel per la Chimica 2026 a Henri B. Kagan, professore emerito dell'allora Université Paris-Sud, e a Kenso Soai, professore emerito della Tokyo University of Science. La motivazione ufficiale parla di scoperta degli effetti non lineari e dell'autocatalisi nella sintesi organica asimmetrica. Il premio vale 12 milioni di corone svedesi e sarà diviso in parti uguali.

Il lavoro premiato riguarda le molecole chirali, quelle che esistono in due forme speculari non sovrapponibili, come la mano destra e la sinistra. La vita usa una sola delle due forme di amminoacidi e zuccheri, una condizione chiamata omochiralità, mentre le reazioni di laboratorio producono di norma le due forme in parti uguali. Kagan nel 1986 ha mostrato come spingere una reazione a favorire una forma più di quanto si ritenesse possibile. Soai, fra il 1995 e il 2003, ha costruito una reazione che parte da una miscela senza preferenze e finisce con una sola forma quasi pura. Sono risultati pubblicati su riviste peer reviewed fra il 1986 e il 2003 e ripresi da altri gruppi nei decenni successivi.

Il catalizzatore che amplifica una sola mano

Per ottenere una forma sola i chimici usano catalizzatori formati da uno ione metallico e da una molecola chirale. Fino agli anni Ottanta si dava per scontato un rapporto lineare fra la purezza del catalizzatore e quella del prodotto, misurata come eccesso enantiomerico, cioè la differenza percentuale fra le due forme. Kagan ipotizzò che il metallo leghi due molecole chirali alla volta. Con una miscela delle due forme nascono quindi coppie destra-destra, sinistra-sinistra e miste, e le coppie miste lavorano molto più lentamente. Nell'esempio illustrato dall'Accademia, un catalizzatore con il 75% di forma destra e il 25% di sinistra produce il 38% di coppie miste quasi inattive, e la reazione viene guidata in pratica da un rapporto 90 a 10. Nel 1986, sul Journal of the American Chemical Society, Kagan descrisse tre reazioni con questo comportamento.

Soai partì da qui nei primi anni Novanta, notando che in una reazione con un forte effetto non lineare il prodotto somigliava al catalizzatore. Cercò quindi una molecola capace di catalizzare la propria formazione, cioè un sistema autocatalitico. La trovò nel 5-pirimidil alcanolo, che si forma per aggiunta di diisopropilzinco a un'aldeide della famiglia delle pirimidine. Nel lavoro del 1995 un eccesso iniziale del 2% saliva all'87%. Nel 2003 arrivò la versione senza alcun innesco chirale, in cui una fluttuazione casuale decide quale forma prevale. Ripetendo l'esperimento può vincere l'una o l'altra, e dopo tre aggiunte successive di reagenti la forma dominante supera il 99,5% del prodotto. È la prima realizzazione sperimentale delle tre condizioni teorizzate nel 1953 dal fisico Charles Frank dell'Università di Bristol, cioè un catalizzatore chirale, un meccanismo che favorisce una forma e frena l'altra, una reazione che produce il proprio catalizzatore.

Cosa cambia per i farmaci e per le origini della vita

Le ricadute pratiche riguardano soprattutto la chimica farmaceutica, dove le due forme di una molecola possono avere effetti diversi e una delle due può essere dannosa. L'Accademia ricorda il caso della talidomide nei primi anni Sessanta, quando i danni furono attribuiti alla forma speculare del principio attivo. La forma della curva non lineare scoperta da Kagan oggi serve anche come strumento diagnostico, perché indica come lavora un catalizzatore e aiuta a ottimizzare la purezza nella produzione di farmaci a singolo enantiomero, aromi, fragranze e agrofarmaci.

Per le origini della vita il quadro è diverso. La reazione di Soai è artificiale, usa reagenti organometallici dello zinco e non riproduce la chimica degli organismi viventi, come precisa la stessa Accademia. Dimostra che l'omochiralità può emergere spontaneamente da un processo chimico, mentre come sia emersa sulla Terra resta una domanda aperta. Diversi gruppi, scrive l'Accademia, stanno provando a ottenere lo stesso risultato con amminoacidi e zuccheri.

Anche il meccanismo della reazione di Soai è rimasto discusso per trent'anni. Nel 2025 il gruppo di Oliver Trapp alla Ludwig-Maximilians-Universität di Monaco ha identificato con spettrometria di massa in tempo reale i complessi di zinco transitori che fanno da catalizzatori intermedi, in uno studio pubblicato su Nature Communications. Kagan, 95 anni, era già stato al centro di proteste in Francia nel 2001, quando il Nobel per la catalisi asimmetrica andò a Knowles, Noyori e Sharpless senza includerlo, come riportò allora Nature.