Henry B. B. Kagan, lauréat du prix Nobel de chimie 2026, et Hsia Constitution III ont non seulement trouvé un moyen de rendre les réactions chimiques plus axées sur la production des molécules nécessaires, mais ont aussi réalisé des réactions autocatalytiques permettant aux produits d'agir comme des « aides » — non seulement en trouvant la bonne « clé », mais aussi en contribuant à produire davantage de « produits identiques ». Ces découvertes contribuent non seulement à la fabrication de médicaments, mais fournissent aussi des indices pour résoudre les énigmes de la communauté chimique : dans le monde miroir des molécules, pourquoi certaines molécules clés des systèmes vivants favorisent-elles l'une de ces formes ?

La scène d'annonce du prix Nobel de chimie 2026 a été photographiée à Stockholm, en Suède, le 7 octobre

La « clé » moléculaire a sa « gauche et sa droite »

Lorsque nous rapprochons nos mains, les contours des deux mains peuvent être pressés ensemble, mais peu importe comment nous les retournons, ils ne peuvent pas coïncider complètement. Certaines molécules présentent aussi ce type de « division gauche-droite », où elles sont des images miroir l'une de l'autre mais ne peuvent pas être retournées et se chevaucher. Les chimistes appellent cette propriété la chiralité. Ici, « gauche » et « droite » sont des métaphores pour aider à comprendre les formes spatiales.

Source de l'image : site officiel du prix Nobel ; voici un schéma de la commodité

La différence dans l'image miroir du monde moléculaire est parfois cachée dans un souffle d'odeur. Par exemple, un isomère miroir de carvonne sent la menthe dans un dentifrice, tandis qu'un autre sent le carvi. Leur composition atomique est la même, mais leur disposition spatiale ne peut pas se chevaucher. Lors de la conférence de presse du prix Nobel de chimie du 7, le président du Comité Nobel de chimie, Heiner Link, a expliqué que le nez peut détecter cette différence car les récepteurs qui reconnaissent les odeurs sont également chirals, et ils reconnaissent les deux molécules miroir différemment.

Qu'est-ce qui fait tout le problème avec cette différence spatiale ? Zou Xiaodong, membre du Comité Nobel de Chimie, a expliqué dans une interview accordée à l'agence de presse Xinhua le 7 que c'est comme porter un gant à la main droite et un gant à la gauche — c'est maladroit — les molécules de médicaments interagissent avec les protéines humaines, et la structure spatiale doit également être prise en compte.

Les molécules clés des systèmes de vie, comme les acides aminés, présentent également un biais chiral distinct. D'où vient cette « préférence » pour la vie ? Pendant ce temps, les chimistes ont un objectif pratique : produire autant de molécules miroir que nécessaire, plutôt que d'en obtenir d'abord deux puis de peiner à les distinguer. Ils ont donc introduit des catalyseurs chiraux comme « aides » — non seulement pour promouvoir des réactions mais aussi pour produire plus d'une molécule miroir.

Mais que se passe-t-il si les « aides » étaient aussi « mélangés à gauche et à droite » ?

Laissez les « assistants » amplifier les préférences

Source de l'image : site officiel du prix Nobel. Voici un schéma des effets non linéaires dans les réactions chimiques asymétriques découvert par Kagan

Au départ, les scientifiques pensaient que la pureté chirale du catalyseur était linéairement liée à la pureté chirale du produit. Ainsi, pour obtenir la « clé » de la pureté chirale la plus élevée possible, les chercheurs sélectionnent généralement des « assistants » avec une haute pureté chirale.

Mais Kagan a commencé à tester une approche différente : l'interaction des molécules chirales dans le catalyseur pouvait-elle produire des résultats inattendus ?

Une classe de catalyseurs étudiée par Cargan se compose à la fois de métaux et de molécules chirales. Il a émis l'hypothèse que lorsque deux molécules chirales qui sont des images miroir l'une de l'autre sont reliées par des métaux, trois combinaisons peuvent être formées : « gauche-gauche », « droite-droite » et « gauche-droite ». Si la combinaison « gauche-gauche » tend à produire des produits « gauche », et que la combinaison « droite-droite » tend à produire des produits « droite », comment fonctionnerait la combinaison « gauche-droite » ?

Les résultats expérimentaux montrent que le catalyseur de combinaison « gauche-droite » entraîne les réactions chimiques beaucoup plus lentement que les combinaisons « droite-droite » ou « gauche-gauche ». Ainsi, même si la « droite » n'est qu'un peu supérieure à la « gauche » au début, l'avantage de la combinaison « droite-droite » est considérablement amplifié, ce qui signifie que le produit « amplifie » le biais dans le catalyseur.

En 1986, Kagan et ses collègues ont rapporté un « effet non linéaire » entre les composants chirales des catalyseurs et la pureté chirale des produits. Cette découverte est devenue une avancée importante, attirant davantage de chimistes à explorer le phénomène et ouvrant de nouvelles idées pour améliorer les réactions asymétriques. Peter Schaumfoy, membre du Comité Nobel de chimie, a déclaré dans une interview que ces découvertes sont des « outils fondamentaux pour concevoir et analyser de telles réactions » lors du développement de méthodes de synthèse de molécules de médicaments chirales.

Laissez de petits avantages s'accumuler de plus en plus profondément

Source de l'image : site officiel du prix Nobel. Voici un schéma du phénomène d'autocatalyse asymétrique découvert par Hsia Hexian III

Cependant, amplifier la différence une fois n'est pas la même chose que la laisser continuer à s'étendre. Ensuite, Xia Hexian 3 voulait trouver une réponse plus unique : laisser les molécules nouvellement formées devenir aussi des « aides » rejoignant la chaîne de production.

C'est l'idée de base de l'autocatalyse : le matériau résultant peut aussi favoriser la matière première pour qu'elle devienne plus la même substance. Si les molécules « bonnes » nouvellement formées sont meilleures pour aider à produire les « bonnes » molécules, l'avantage proportionnel initialement minime deviendra-t-il de plus en plus grand ?

Dès 1953, le physicien Charles Frank proposa un modèle : si une molécule miroir peut à la fois favoriser sa propre formation et inhiber la formation d'une autre molécule miroir, alors l'avantage initialement faible peut progressivement augmenter.

En 1990, Xia He Xian III avait réussi à inclure des produits dans le catalysage de leur propre formation, mais la pureté de chiralité des produits a en réalité diminué. En 1995, lui et ses collègues ont réalisé une avancée clé : le produit a non seulement continué d'agir comme un « assistant », mais a aussi permis à la molécule miroir, auparavant dominante, d'augmenter encore la proportion de la molécule miroir.

En 2003, il est allé plus loin avec ce qui allait plus tard être qualifié de « plus cool expérience de chimie organique » — la « réaction de fusion à palettes » : à partir d'un réactif non chiral, deux molécules chirales étaient produites pendant la réaction. Celui qui avait initialement un léger avantage pouvait finalement représenter jusqu'à 99,99 % du produit.

Aujourd'hui, les découvertes des deux lauréats sont devenues des outils importants pour comprendre et concevoir des réactions synthétiques asymétriques, largement appliquées en synthèse organique et en développement de médicaments. Mais cela ne signifie pas que le mystère du biais chiral de la vie a été résolu, comme l'a dit Xia He Xiansan : « Ce n'est certainement pas la réponse finale. »

Des mains qui ne peuvent pas se chevaucher complètement, à une légère odeur au bout du nez, en passant par les petites différences dans le tube à essai, le « gauche et la droite » des molécules relient la vie quotidienne et les questions anciennes sur la vie. D'où vient la « préférence » de la vie ? La réponse se dévoile dans ces détails subtils.

Wu Xi Further Pharmaceutical Co., Ltd

Produits principaux

Micro palmitoyletanolamide (PEA) (CAS 544-31-0)

Trichlorhydrate de spermidine (CAS 334-50-9)

Ptérostilbène (CAS 537-42-8)

Luteolin (CAS 491-70-3)

Voglibose (CAS 83480-29-9) JP GMP

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