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Prix Nobel de chimie pour la découverte d'effets non linéaires et d'autocatalyse dans la synthèse organique asymétrique

Les chercheurs Henri B. Kagan et Kenso Soai recevront le prix Nobel de chimie en 2026.

Certaines molécules ont deux variantes et l'une est une image miroir de l'autre. Les molécules avec deux variantes sont appelées chirales, tandis que les variantes qui se ressemblent mutuellement sont appelées énantiomères. Les êtres vivants ont généralement un énantiomère unique d'une molécule chirale.

«Ils ont réussi à créer une seule variante de molécules, exactement comme le font les vivants eux-mêmes.»

Par contre, dans les réactions en laboratoire, les chimistes obtenaient toujours les deux variantes de la molécule d'intérêt dans la même proportion. Cependant, les deux variantes n'ont généralement pas les mêmes résultats dans certaines réactions. Par exemple, en synthétisant des médicaments, ils ont découvert qu'une variante pouvait être thérapeutique, tandis que l'autre pouvait provoquer des effets secondaires inutiles et parfois nocifs.

Les chimistes Henri B. Kagan et Kenso Soai ont réussi à créer une seule variante de molécules. C'est ce que font les vivants.

« Henri Kagan et Kenso Soai ont apporté une solution à un mystère chimique vieux de plus d’un siècle : comment l’homocirité peut se manifester spontanément. Les réactions chimiques qu’ils ont développées sont spectaculaires », déclare Heiner Linke, président du Comité Nobel de chimie.

Henri B. Kagan : effet non linéaire des synthèses asymétriques

Henri B. Kagan voulait produire les énantiomères les plus purs possible, notamment en raison de leur importance dans la synthèse des médicaments. En effet, en 1960, le thalidomide a causé d'énormes problèmes, les deux énantiomères de cette molécule étant utilisés comme médicaments. À l'époque, le thalidomide était utilisé pour traiter les douleurs et les malaises pendant la grossesse, et ils ont découvert qu'un énantiomère de cette molécule avait un effet calmant, mais que l'autre énantiomère provoquait des malformations chez les fœtus.

Les molécules sont synthétisées en utilisant des catalyseurs, c'est-à-dire des molécules qui contribuent à la réaction chimique, mais qui ne s'arrêtent pas ensuite dans le produit. Les chimistes pensaient que la chiralité des catalyseurs déterminait le caractère chirallien du produit et qu'il existait une relation linéaire entre les deux.

Henri B. Kagan a réfuté cette croyance en testant divers catalyseurs et énantiomères. Dans la pratique, il a conçu une méthode pour renforcer la production de l'un des énantiomères, un type de réaction appelé synthèse asymétrique à effet non linéaire.

C'était un progrès historique, et de nombreux chimistes ont commencé à explorer ce nouveau phénomène. L'un d'eux était Kenso Soai.

Article détaillé : Kenso Soai

Ce chimiste s'est donné pour objectif de concevoir une réaction au cours de laquelle le catalyseur synthétisait davantage de catalyseurs. C'est-à-dire qu'il voulait créer un processus autocatalytique.

Après avoir expérimenté plusieurs molécules, en 2003, Kenso Soai a atteint son objectif: il a obtenu une réaction chimique qui produisait un énantiomère plus que l'autre, et ce produit devenait ensuite le catalyseur de la réaction qui produisait exponentiellement plus de produits.

Ce type de réaction, appelé réaction Soai, est considéré comme l'une des expériences chimiques les plus élégantes jamais réalisées.

Henri Kagan et Kenso Soai expliquent comment l’homocirité peut être créée, ce qui permet de créer des produits à base d’énantiomère unique. Ce savoir-faire est indispensable dans toute entreprise qui fabrique des substances destinées à être utilisées dans les êtres vivants, comme l'industrie pharmaceutique et les produits chimiques agricoles. Il est également considéré comme important dans la production de nouveaux matériaux.