Hành trình giải mã bí ẩn phân tử của chủ nhân Nobel Hóa học 2026
Hơn 40 năm sau thí nghiệm mang tính quyết định của giáo sư Henri Kagan và 3 thập kỷ sau phản ứng bước ngoặt của giáo sư Kenso Soai,giải Nobel đã gọi tên hai nhà nghiên cứu.Hai nhà nghiên cứu người Pháp và Nhật Bản được trao giải Nobel Hóa học 2026 hôm 7/10 cho phát hiện làm thay đổi quá trình tổng hợp hữu cơ,cung cấp manh mối giúp lý giải một trong những bí ẩn hóa học lâu đời nhất về phân tử.Nhiều phân tử trong tự nhiên tồn tại ở 2 dạng giống hệt nhau về thành phần nhưng là ảnh phản chiếu qua gương của nhau (giống như bàn tay phải và bàn tay trái của con người,dù có vẻ đối xứng nhưng không thể chồng khớp hoàn toàn lên nhau). Theo Scientific American,khi các nhà khoa học tổng hợp chất trong phòng thí nghiệm,phản ứng thường tạo ra hỗn hợp gồm 50% dạng "tay trái" và 50% dạng "tay phải". Tuy nhiên,sự sống lại cực kỳ "thiên vị". Ví dụ,tất cả axit amin tạo nên protein trong cơ thể người hầu như chỉ dùng dạng "tay trái",còn ADN luôn xoắn theo chiều của dạng "tay phải". Lý do sự sống trong tự nhiên chỉ chọn một dạng duy nhất thay vì cả hai là một bí ẩn kéo dài hơn một thế kỷ.Henri B. Kagan và Kenso Soai đã dành nhiều thập kỷ nghiên cứu tại sao sự sống ưu ái một dạng phản chiếu của phân tử hơn dạng còn lại. Những khám phá riêng rẽ của họ cuối cùng hé lộ sự mất cân bằng nhỏ ban đầu có thể được khuếch đại cho tới khi phản ứng hóa học hầu như chỉ tạo ra một dạng phân tử. Điều này có ý nghĩa quan trọng đối với tổng hợp hữu cơ bởi một dạng có thể mang lại tác dụng điều trị mong muốn trong sản xuất thuốc nhưng dạng phản chiếu của nó không hiệu quả hoặc gây ra tác động ngoài ý muốn.
Henri Kagan - nhà nghiên cứu tiên phong về xúc tác bất đối xứngHenri Kagan sinh năm 1930 ở Boulogne-Billancourt và theo học tại Sorbonne trước khi nhận bằng tiến sĩ từ trường College de France năm 1960. Theo Anadolu Ajansı,ông đã dành gần 4 thập kỷ tại Đại học Paris-Sud,nay thuộc Đại học Paris-Saclay,và trở thành một trong những tên tuổi hàng đầu trong nghiên cứu xúc tác bất đối xứng (sử dụng chất xúc tác để tạo ra lượng lớn một dạng phản chiếu của phân tử hơn dạng còn lại).Một trong những đóng góp ban đầu quan trọng của ông là phát triển DIOP,phân tử có hình dạng đặc biệt,gọi là phối tử đối xứng. Khi kết hợp với chất xúc tác rhodium,nó cho phép phản ứng hóa học tạo ra dạng phản chiếu phân tử mong muốn với tỷ lệ cao. Phương pháp của ông đã ảnh hưởng đến nhiều thế hệ nhà hóa học,thúc đẩy phát triển nhiều chất xúc tác liên quan sử dụng trong hydro hóa bất đối xứng và nhiều phản ứng khác trong sản xuất dược phẩm.
Giáo sư Henri Kagan. Ảnh: Viện FranklinĐột phá giúp giáo sư Kagan trở thành chủ nhân giải Nobel ra đời vào năm 1986 khi ông chứng minh hiệu ứng phi tuyến. Giới khoa học từng kỳ vọng "độ bất đối xứng" của sản phẩm trong một phản ứng sẽ tương ứng trực tiếp với độ bất đối xứng của chất xúc tác. Tuy nhiên,giáo sư Kagan chứng minh mối quan hệ này có thể mang tính phi tuyến: ngay cả một chênh lệch nhỏ trong chất xúc tác cũng có thể tạo ra một sản phẩm bất đối xứng với lượng dư thừa vượt trội. Phát hiện này cung cấp cho các nhà hóa học cả phương pháp thực tiễn để khuếch đại tính bất đối xứng phân tử,lẫn cách tiếp cận mới để nghiên cứu quá trình những chất xúc tác tương tác với nhau trong suốt phản ứng.Ở tuổi 95 tuổi,giáo sư Kagan đã nhận nhiều giải thưởng hàng đầu trong ngành hóa học,bao gồm Giải thưởng Wolf Hóa học năm 2001 và Giải thưởng Bower của Viện Franklin năm 2005. Ông cũng được bầu vào Viện Hàn lâm Khoa học Pháp và được phong tước Hiệp sĩ.
Kenso Soai - "cha đẻ" của phản ứng tự sao chépKenso Soai sinh năm 1950 ở Hiroshima,Nhật Bản,nhận bằng tiến sĩ tổng hợp hữu cơ từ Đại học Tokyo năm 1979 dưới sự hướng dẫn của nhà hóa học nổi tiếng Teruaki Mukaiyama. Sau đó,ông làm việc với chuyên gia hóa học lập thể Ernest Eliel tại Đại học North Carolina ở Chapel Hill trước khi gia nhập Đại học Khoa học Tokyo năm 1981. Ông trở thành phó giáo sư năm 1986 và giáo sư vào năm 1991.Dựa trên ý tưởng rộng hơn về khuếch đại bất đối xứng,giáo sư Soai theo đuổi mục tiêu tham vọng là tạo ra một phản ứng trong đó sản phẩm sản phẩm tự xúc tác để tạo ra thêm chính nó. Quá trình này được gọi là tự xúc tác bất đối xứng. Khi lượng nhỏ một dạng phân tử xuất hiện,nó tăng tốc tạo ra thêm phân tử cùng loại,tăng cường trạng thái mất cân bằng ban đầu sau mỗi chu kỳ.
Giáo sư Kenso Soai tại buổi họp báo ở Tokyo hôm 7/10. Ảnh: ReutersAFP cho biết,năm 1995,giáo sư Soai công bố phản ứng đầu tiên có tiềm năng tạo ra sản phẩm cuối cùng gần như hoàn toàn ở một dạng phản chiếu phân tử duy nhất. Đến năm 2003,ông đã thực hiện thành công phản ứng từ các chất ban đầu không có tính bất đối xứng,nhưng lại tạo ra duy nhất một dạng phân tử phản chiếu (đạt tỷ lệ 99,99%). Quá trình được đặt tên là phản ứng Soai và trở thành một trong những minh chứng nổi tiếng nhất của hóa học hữu cơ.
Từ phát triển thuốc đến nguồn gốc của sự sốngHiệu ứng phi tuyến của giáo sư Kagan cho thấy tính bất đối xứng phân tử có thể khuếch đại. Sau đó,giáo sư Soai chứng minh hệ thống hóa học tự tăng cường có khả năng sản xuất và tái tạo phân tử ở một dạng phản chiếu. Kết hợp với nhau,phát hiện của họ đã góp phần định hình lại hiểu biết của các nhà khoa học về cách tạo ra,củng cố và lan truyền tính bất đối xứng phân tử.Nhờ khám phá này,các nhà hóa học có thể thiết kế những phản ứng chọn lọc hơn để sản xuất thuốc,hương liệu và vật liệu tiên tiến. Công trình của hai nhà nghiên cứu cũng cung cấp một mô hình phòng thí nghiệm để tìm hiểu tại sao sự sống trên Trái Đất chỉ sử dụng một dạng phản chiếu của phân tử.Theo International Business Times,giải Nobel Hóa học năm 2001 được trao cho K. Barry Sharpless,William Knowles và Ryoji Noyori với công trình nghiên cứu về các phản ứng oxy hóa và hydro hóa xúc tác bất đối xứng. Giáo sư Kagan được xem là một trong những người sáng lập lĩnh vực này,nhưng do giải Nobel chỉ có thể được chia sẻ tối đa cho 3 người,ông không phải là một trong những học giả được trao giải năm 2001. Dù vậy,hơn 40 năm sau thí nghiệm mang tính quyết định của giáo sư Kagan và 3 thập kỷ sau phản ứng bước ngoặt của giáo sư Soai,giải Nobel Hóa học đã gọi tên hai nhà nghiên cứu."Giải Nobel Hóa học năm nay vinh danh khám phá mang lại tầm ảnh hưởng sâu rộng trong suốt nhiều thập kỷ qua. Giải thưởng này là một lời nhắc nhở rằng những tiến bộ mang tính bước ngoặt thường bắt nguồn từ các nghiên cứu kiên trì,xuất phát từ lòng hiếu kỳ thuần túy,và giá trị thực sự của phát hiện khoa học nền tảng có thể phải mất nhiều năm,thậm chí nhiều thập kỷ,mới được ghi nhận và đánh giá đầy đủ",David Pendlebury,trưởng bộ phận phân tích nghiên cứu tại Viện Thông tin Khoa học của công ty Clarivate,nhận xét.
An Khang tổng hợp
