中文导读
2026年诺贝尔化学奖揭示了一个微小的分子偏向如何在反应中不断放大,并帮助解释生命为何偏爱一种镜像形式。
正文
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两个分子可以含有相同的原子,却因为组成部分朝向相反而产生不同作用。化学家把它们比作左手和右手:它们看起来互为镜像,却无法完全重合。这种特征叫作手性。它之所以重要,是因为生命系统往往只会对其中一种分子形式作出反应。
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星期三,瑞典皇家科学院把2026年诺贝尔化学奖授予法国科学家 Henri B. Kagan 和日本科学家 Kenso Soai。他们因不对称有机合成中的非线性效应与自催化研究获奖。简单来说,他们的工作说明,化学反应中两种镜像形式之间极小的差异可以变得大得多。
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Kagan 发现,最终产物的比例并不总会以简单方式跟随起始比例。一种形式最初很小的优势,后来可能变成大得多的优势。这一结果改变了化学家为药物、香味、气味和新材料设计反应的方法。在这些产品中,选择正确的分子形式可能增强预期效果,或帮助避免不良影响。
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Soai 随后构建了一种不同寻常的反应,其中产物会帮助生成更多同类产物。这就是自催化。更重要的是,这种反应会强化自己早期的偏向。如果一种镜像形式起初只有极小的领先,后续多轮反应也能扩大这一领先,直到几乎只剩下这一种形式。诺贝尔委员会表示,这为一个长期问题提供了可能答案:在没有人一开始作出选择的情况下,一种分子形式如何出现。
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这一发现还把化学与有关生命的更大谜题联系起来。生物体内许多重要分子主要以一种镜像形式存在。科学家长期追问这种单一方向的模式最初如何形成。Soai 反应并不能证明生命如何起源,而且它是一个特殊的实验室体系。不过,它清楚展示了微弱的早期差异如何通过反复反应不断扩大。
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因此,这一奖项认可的不只是一种实用方法。它表明化学反应可以带有自身的反馈机制。Kagan 解释了微小差异如何被放大,Soai 则用一个引人注目的实验展示了这一过程。他们的工作既帮助化学家理解实用的分子制造,也帮助理解一个关于自然世界的基本问题。
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