Nobel per la Chimica 2026 a Kagan e Soai per aver decifrato il mistero delle molecole "specchio"

Il Premio Nobel per la Chimica 2026 è stato assegnato agli scienziati Henri B. Kagan, professore emerito dell’Université Paris-Sud, e Kenso Soai, professore emerito della Tokyo University of Science, “per la scoperta degli effetti non lineari e dell’autocatalisi nella sintesi organica asimmetrica”. Abbiamo chiesto al professor Alessandro Scarso, ordinario di Chimica organica presso il Dipartimento di Scienze Molecolari e Nanosistemi di Ca' Foscari, di spiegarci l'importanza di questa scoperta, che chiarisce uno dei più grandi misteri sull'origine della vita (l'omochiralità in natura) e, allo stesso tempo, permette di sintetizzare farmaci sempre più puri e sicuri. 

"Come alcuni oggetti, anche alcune molecole possono essere chirali, ovvero non essere sovrapponibili alla propria immagine speculare ed esistere in due strutture chiamate enantiomeri, come ad esempio un guanto destro e il suo enantiomero guanto sinistro o una coppia di scarpe (coppia eterochirale). Nella sintesi organica è relativamente facile sintetizzare molecole chirali, la cosa meno semplice è ottenere solo uno dei due enantiomeri. La questione potrebbe sembrare puramente accademica, ma i due enantiomeri, nonostante siano identici per tutte le loro proprietà macroscopiche (solubilità, temperature di fusione e ebollizione, proprietà spettroscopiche), possono comportarsi in modo estremamente diverso quando interagiscono con i sistemi viventi. Negli anni ’50 e’60 fu proprio la commercializzazione della talidomide (farmaco chirale composto da due enantiomeri in quantità uguali) e lo scandalo che ne derivò in seguito alla nascita di bambini focomelici per gli effetti negativi di uno dei due enantiomeri, a focalizzare l’attenzione dei chimici sulla sintesi di molecole chirali enantiomericamente pure. Da allora i premi Nobel del 2001 a William S. Knowles, Ryoji Noyori e K. Barry Sharpless per la catalisi asimmetrica e recentemente nel 2021 a Benjamin List e David MacMillan per lo sviluppo dell'organocatalisi asimmetrica, hanno testimoniato gli enormi progressi raggiunti nella sintesi di molecole chirali come singoli enantiomeri. 
Il premio Nobel 2026 attribuito recentemente a Henri B. Kagan professore emerito presso l’Université Paris-Sud e a Kenso Soai professore emerito presso la Tokyo University of Science torna nuovamente a celebrare gli studi relativi alla sintesi di molecole chirali come singoli enantiomeri. Questa volta però, la scoperta aiuta a decifrare uno dei misteri ancora in parte insoluti relativi alla chiralità: perché nei sistemi viventi i mattoni molecolari fondamentali alla vita quali zuccheri, amminoacidi, nucleotidi e i derivati superiori come carboidrati complessi, proteine, DNA e RNA e molti altri sono tutti chirali, ma soprattutto sono presenti come singoli enantiomeri (omochirali)? I chimici organici faticano a sintetizzare singoli enantiomeri, mentre in natura la presenza di molecole enantiomericamente pure è invece sostanzialmente la norma. Kagan e Soai, attraverso esperimenti estremamente meticolosi, hanno permesso di avanzare l’ipotesi che nell’evoluzione, siano state proprio piccoli sbilanciamenti nella quantità degli enantiomeri di alcune specie, a favorire in alcune reazioni la formazione di prodotti enantiomericamente puri. 

Nello specifico a Kagan si deve lo studio degli effetti di catalizzatori chirali in grado di accelerare alcune reazioni, per i quali osservò che la quantità dei diversi enantiomeri del catalizzatore non fosse linearmente correlata alle quantità degli enantiomeri dei prodotti. Questo risultato inatteso stabilisce che utilizzando un catalizzatore poco arricchito in uno dei due enantiomeri, è possibile ottenere favorevolmente un prodotto caratterizzato dalla predominanza di un enantiomero. Soai con i suoi studi si è spinto ulteriormente avanti, riuscendo a mettere a punto delle reazioni autocatalitiche stereoselettive. In quest’ultime, un reagente A diventa un prodotto B (chirale) il quale accelera come catalizzatore la sua stessa formazione da A in B, rendendo la reazione sempre più veloce. Se all’inizio della reazione si aggiunge una piccola quantità di B leggermente arricchito in uno dei due enantiomeri, ecco che tutto il prodotto B che molto rapidamente si otterrà sarà invece praticamente costituito da un singolo enantiomero. 

Le due scoperte assieme, costituiscono le basi per la spiegazione dell’omochiralità in natura come effetto di reazioni di autocatalisi stereoselettiva. Questi studi hanno inoltre fortemente arricchito la capacità di sintetizzare in maniera estremamente efficace molecole enantiopure, come ad esempio l'esomeprazolo (utilizzato contro il reflusso gastroesofageo e l'ulcera), ottenendo oltre il 94% dell’enantiomero desiderato prima della purificazione."