Ngày 7/10/2026, Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển chính thức công bố Giải Nobel Hóa học năm 2026 thuộc về Henri B. Kagan, nhà hóa học người Pháp, và Kensō Soai, nhà hóa học người Nhật Bản, vì những khám phá về hiệu ứng phi tuyến và hiện tượng tự xúc tác trong tổng hợp hữu cơ bất đối xứng (non-linear effects and autocatalysis in asymmetric organic synthesis). Thành tựu được vinh danh đã góp phần giải quyết một vấn đề tồn tại hơn một thế kỷ trong hóa học: Tại sao các phân tử cấu thành sự sống lại có xu hướng sử dụng một trong hai dạng cấu trúc đối xứng gương, trong khi những phản ứng hóa học thông thường có thể tạo ra cả hai dạng với tỷ lệ tương đương? Bằng các nghiên cứu được thực hiện qua nhiều thập niên, Kagan và Soai đã chứng minh rằng một sự chênh lệch ban đầu rất nhỏ giữa hai dạng phân tử có thể được khuếch đại thông qua các cơ chế phản ứng đặc biệt, thậm chí dẫn đến việc một dạng gần như chiếm ưu thế hoàn toàn. Khám phá này không chỉ làm sáng tỏ những nguyên lý nền tảng của hóa học lập thể mà còn mở ra những cách tiếp cận quan trọng đối với tổng hợp dược phẩm và nghiên cứu hóa học tiền sinh học.
Henri B. Kagan và Kensō Soai: Hai nhà khoa học theo đuổi một bí ẩn của hóa học
Henri B. Kagan sinh năm 1930 tại Boulogne-Billancourt, Pháp. Ông nhận bằng tiến sĩ năm 1960 tại Collège de France và từng giữ chức giáo sư tại Đại học Paris-Sud, một trung tâm nghiên cứu quan trọng của Pháp. Trong sự nghiệp khoa học, Kagan tập trung vào tổng hợp hữu cơ, hóa học cơ kim và xúc tác bất đối xứng. Những nghiên cứu của ông góp phần phát triển các phương pháp kiểm soát cấu trúc không gian của phân tử trong quá trình tổng hợp, một yêu cầu quan trọng đối với hóa học dược phẩm và sản xuất các hợp chất hữu cơ có hoạt tính sinh học.
Kensō Soai sinh năm 1950 tại Hiroshima, Nhật Bản. Ông hoàn thành chương trình tiến sĩ tại Đại học Tokyo năm 1979 và phát triển sự nghiệp nghiên cứu tại Đại học Khoa học Tokyo (Tokyo University of Science), nơi ông trở thành giáo sư danh dự. Hướng nghiên cứu nổi bật của Soai là tổng hợp bất đối xứng, đặc biệt là những phản ứng trong đó sản phẩm có thể đóng vai trò chất xúc tác cho chính quá trình tạo ra nó. Đây là một hiện tượng đặc biệt bởi nó tạo ra khả năng khuếch đại những khác biệt ban đầu giữa các phân tử trong cùng một hệ phản ứng.
Mặc dù hoạt động trong những môi trường nghiên cứu khác nhau, hai nhà khoa học cùng quan tâm đến một vấn đề nền tảng: Làm thế nào để điều khiển một phản ứng hóa học tạo ra ưu thế rõ rệt của một dạng phân tử so với dạng đối ảnh của nó? Trong nhiều phản ứng tổng hợp thông thường, nếu các tác chất và môi trường phản ứng không có yếu tố bất đối xứng phù hợp, hai dạng phân tử đối ảnh có thể được tạo ra với tỷ lệ bằng nhau. Tuy nhiên, các hệ thống sinh học lại thể hiện một mức độ chọn lọc lập thể rất cao.
Nghiên cứu của Kagan tập trung vào cách thành phần của hệ xúc tác ảnh hưởng đến tỷ lệ các dạng phân tử được tạo thành. Trong khi đó, Soai nghiên cứu khả năng chính sản phẩm của phản ứng có thể thúc đẩy sự hình thành thêm các phân tử có cùng cấu hình. Hai hướng tiếp cận này đã cung cấp những cơ sở thực nghiệm quan trọng để giải thích cách sự bất đối xứng phân tử được khuếch đại.
Theo công bố của Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển, giải thưởng năm 2026 được chia đều cho hai nhà khoa học, với tổng giá trị 12 triệu krona Thụy Điển. Quyết định này ghi nhận hai đóng góp có tính bổ sung: Kagan làm rõ những hiệu ứng phi tuyến trong xúc tác bất đối xứng, còn Soai chứng minh khả năng khuếch đại độ chọn lọc lập thể thông qua các phản ứng tự xúc tác.
Tính đối quang là gì và tại sao sự sống chỉ ưu tiên một dạng phân tử?
Để hiểu ý nghĩa của những công trình được trao Nobel Hóa học năm 2026, trước hết cần tìm hiểu khái niệm tính đối quang (chirality), một thuộc tính hình học đặc biệt của phân tử. Trong hóa học lập thể (stereochemistry), một phân tử được gọi là có tính đối quang khi hình ảnh phản chiếu qua gương của nó không thể chồng khít hoàn toàn lên chính phân tử đó, dù các nguyên tử và liên kết tương ứng giống nhau.
Có thể hình dung hiện tượng này thông qua đôi bàn tay của con người. Bàn tay trái và bàn tay phải có cấu trúc tương ứng và là hình ảnh phản chiếu của nhau, nhưng không thể đặt chồng lên nhau để mọi ngón tay cùng trùng khít khi giữ nguyên hướng của lòng bàn tay. Tương tự, một số phân tử hữu cơ tồn tại dưới hai dạng có quan hệ đối xứng gương, được gọi là các đồng phân đối ảnh (enantiomers).
Một đặc điểm quan trọng là hai đồng phân đối ảnh có thể sở hữu nhiều tính chất vật lý và hóa học tương tự nhau khi tồn tại trong môi trường không đối quang. Chẳng hạn, chúng thường có cùng công thức phân tử, nhiệt độ nóng chảy và các đặc tính phổ cơ bản. Tuy nhiên, khi tương tác với những phân tử cũng mang tính đối quang, sự khác biệt giữa chúng có thể trở nên rất đáng kể.
Điều này đặc biệt quan trọng trong sinh học bởi cơ thể sống được cấu thành từ nhiều phân tử có tính chọn lọc lập thể cao. Các enzyme, protein và thụ thể sinh học sở hữu cấu trúc không gian xác định, khiến chúng có thể nhận biết hoặc tương tác với hai đồng phân đối ảnh theo những cách khác nhau. Một đồng phân có thể phù hợp với vị trí liên kết của enzyme, trong khi đồng phân còn lại tương tác yếu hơn hoặc tham gia vào một quá trình sinh hóa khác.
Một ví dụ điển hình là các amino acid, những đơn vị cấu tạo nên protein. Phần lớn amino acid được sử dụng trong quá trình tổng hợp protein của sinh vật thuộc cấu hình L, trong khi những amino acid cấu hình D xuất hiện trong một số cấu trúc và quá trình sinh học khác, chẳng hạn thành tế bào vi khuẩn. Tương tự, đường ribose và deoxyribose trong các acid nucleic sinh học có cấu hình D. Sự ưu tiên có tính hệ thống đối với một dạng cấu hình được gọi là tính đồng đối quang (homochirality).
Đây chính là một trong những vấn đề đặc biệt hấp dẫn của hóa học và nghiên cứu nguồn gốc sự sống. Nếu trong một môi trường ban đầu không có yếu tố tạo thiên lệch đối quang, hai dạng phân tử đối ảnh có thể được hình thành với lượng tương đương, tại sao các hệ thống sinh học lại phát triển theo hướng ưu tiên một dạng nhất định?
Câu hỏi này đã xuất hiện từ thế kỷ XIX, khi nhà hóa học Louis Pasteur tiến hành nghiên cứu các tinh thể muối tartrat vào năm 1848. Ông nhận thấy những tinh thể có hình dạng đối xứng gương và chứng minh rằng chúng liên quan đến các dạng phân tử có hoạt tính quang học khác nhau. Công trình của Pasteur trở thành một dấu mốc quan trọng trong sự phát triển của hóa học lập thể và đặt nền tảng cho những nghiên cứu sau này về tính đối quang của các hợp chất hữu cơ.
Tuy nhiên, việc chứng minh các phân tử có thể tồn tại dưới hai dạng đối ảnh không đồng nghĩa với việc giải thích được tại sao một dạng có thể trở nên áp đảo. Để giải quyết vấn đề ấy, các nhà khoa học cần tìm ra cơ chế có khả năng biến một sự chênh lệch rất nhỏ ban đầu thành sự khác biệt lớn trong thành phần sản phẩm. Đây chính là điểm giao nhau giữa các công trình của Henri Kagan và Kensō Soai.
Khám phá của Henri Kagan: Khi một sự khác biệt nhỏ tạo ra kết quả lớn
Một trong những đóng góp quan trọng nhất của Henri Kagan được công bố năm 1986 trên Journal of the American Chemical Society, trong bài báo có nhan đề Nonlinear Effects in Asymmetric Synthesis: Examples in Asymmetric Oxidations and Aldolization Reactions. Nghiên cứu này được thực hiện cùng các cộng sự C. Puchot, O. Samuel, E. Dunach, S. Zhao và C. Agami, tập trung vào mối quan hệ giữa thành phần đối quang của chất xúc tác và thành phần đối quang của sản phẩm phản ứng.
Trong một hệ xúc tác bất đối xứng đơn giản, người ta có thể kỳ vọng rằng khi tỷ lệ giữa hai dạng đối ảnh của chất xúc tác thay đổi, tỷ lệ sản phẩm tương ứng cũng thay đổi theo một quan hệ gần tuyến tính. Tuy nhiên, Kagan và các cộng sự phát hiện rằng mối quan hệ ấy không phải lúc nào cũng đúng. Trong một số hệ phản ứng, sự thay đổi tương đối nhỏ trong thành phần của chất xúc tác có thể tạo ra một sự thay đổi lớn hơn nhiều trong độ chọn lọc đối quang của sản phẩm.
Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng phi tuyến (nonlinear effect). Về bản chất, nó cho thấy kết quả của một phản ứng hóa học không nhất thiết tỷ lệ thuận với mức độ bất đối xứng ban đầu của hệ xúc tác. Thay vào đó, các tương tác giữa những thành phần xúc tác có thể làm thay đổi hiệu quả của các con đường phản ứng khác nhau, tạo điều kiện cho một dạng sản phẩm được hình thành với tỷ lệ vượt mức dự đoán từ một mô hình tuyến tính đơn giản.
Để đánh giá mức độ ưu thế của một đồng phân đối ảnh, các nhà hóa học thường sử dụng khái niệm độ dư đối quang (enantiomeric excess, viết tắt là ee). Chỉ số này thể hiện độ chênh lệch giữa tỷ lệ của hai đồng phân đối ảnh trong một hỗn hợp. Chẳng hạn, nếu một hỗn hợp chứa 51% đồng phân R và 49% đồng phân S, độ dư đối quang chỉ bằng 2%. Ngược lại, nếu một phản ứng tạo ra 99% R và 1% S, độ dư đối quang sẽ đạt 98%.
Ý nghĩa của hiệu ứng phi tuyến nằm ở việc nó cho phép các nhà khoa học hiểu rằng độ tinh khiết đối quang của chất xúc tác không phải lúc nào cũng quyết định kết quả phản ứng theo một quan hệ đơn giản. Trong những hệ thích hợp, các dạng phân tử xúc tác có thể tương tác hoặc kết hợp thành những cấu trúc với hoạt tính khác nhau, làm thay đổi tỷ lệ các sản phẩm được hình thành.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng hiệu ứng phi tuyến không phải lúc nào cũng làm tăng độ chọn lọc. Tùy thuộc vào cơ chế và điều kiện phản ứng, hiệu ứng phi tuyến có thể mang tính dương hoặc âm, tương ứng với việc mức độ chọn lọc của sản phẩm cao hơn hoặc thấp hơn so với dự đoán tuyến tính. Chính sự đa dạng ấy khiến phát hiện của Kagan có giá trị đối với việc nghiên cứu cơ chế xúc tác và thiết kế những phản ứng tổng hợp bất đối xứng hiệu quả hơn.
Về phương diện khoa học, công trình năm 1986 đã làm thay đổi cách các nhà hóa học tiếp cận mối quan hệ giữa cấu trúc, thành phần và hoạt tính của chất xúc tác. Nó cũng cho thấy những tương tác giữa các phân tử trong một hệ phản ứng có thể tạo ra những kết quả không thể giải thích đầy đủ bằng việc chỉ xem xét từng phân tử riêng lẻ.
Khám phá này có ý nghĩa đặc biệt đối với tổng hợp bất đối xứng (asymmetric synthesis), lĩnh vực tìm cách tạo ra ưu thế của một cấu hình lập thể nhất định trong quá trình tổng hợp các hợp chất hóa học. Đây là một hướng nghiên cứu có liên hệ trực tiếp với sản xuất dược phẩm, hóa chất tinh khiết và những hợp chất hữu cơ có hoạt tính sinh học.
Kensō Soai và bước đột phá về cơ chế tự xúc tác bất đối xứng
Nếu công trình của Kagan cho thấy sự bất đối xứng có thể được khuếch đại thông qua hiệu ứng phi tuyến, nghiên cứu của Kensō Soai đã tiến thêm một bước bằng cách chứng minh khả năng một sản phẩm phản ứng tham gia xúc tác cho chính sự hình thành của nó.
Hiện tượng này được gọi là tự xúc tác (autocatalysis). Trong một phản ứng tự xúc tác, sản phẩm được tạo ra có thể thúc đẩy quá trình tạo thêm sản phẩm cùng loại. Nhờ vậy, khi phản ứng diễn ra, lượng chất có khả năng xúc tác tăng lên, tạo điều kiện cho tốc độ hoặc đặc điểm của phản ứng tiếp tục thay đổi.
Tự xúc tác không phải là khái niệm mới trong hóa học. Tuy nhiên, việc kết hợp tự xúc tác với tính chọn lọc đối quang tạo ra một cơ chế có ý nghĩa đặc biệt. Nếu một dạng phân tử có thể xúc tác cho quá trình tạo ra thêm những phân tử cùng cấu hình, sự chênh lệch ban đầu giữa hai đồng phân đối ảnh có khả năng được khuếch đại qua các chu kỳ phản ứng.
Năm 1995, Soai cùng các cộng sự Takanori Shibata, Hiroshi Morioka và Kaori Choji công bố bài báo Asymmetric Autocatalysis and Amplification of Enantiomeric Excess of a Chiral Molecule trên tạp chí Nature. Công trình mô tả một hệ phản ứng liên quan đến hợp chất pyrimidyl alkanol, trong đó sản phẩm có khả năng tham gia xúc tác bất đối xứng cho quá trình tạo ra thêm chính hợp chất đó.
Trong thí nghiệm, nhóm nghiên cứu sử dụng hệ phản ứng giữa một aldehyde có vòng pyrimidine và diisopropylzinc. Một lượng nhỏ pyrimidyl alkanol có độ dư đối quang ban đầu chỉ khoảng 2% được đưa vào hệ. Sau quá trình phản ứng, độ dư đối quang của sản phẩm được tăng lên, chứng minh rằng sự mất cân bằng tương đối nhỏ giữa hai dạng phân tử có thể được khuếch đại thông qua cơ chế tự xúc tác bất đối xứng.
Điều này mang ý nghĩa vượt xa việc nâng cao hiệu suất của một phản ứng tổng hợp thông thường. Trong phần lớn các phương pháp xúc tác truyền thống, chất xúc tác được sử dụng để thúc đẩy phản ứng nhưng không nhất thiết được tạo ra cùng với sản phẩm. Ngược lại, hệ phản ứng của Soai cho phép sản phẩm và chất xúc tác có quan hệ trực tiếp với nhau, tạo thành một cơ chế phản hồi có khả năng khuếch đại độ chọn lọc lập thể.
Về mặt nguyên lý, có thể hình dung rằng trong một hỗn hợp ban đầu, hai dạng phân tử đối ảnh tồn tại với số lượng gần tương đương. Nếu một dạng có ưu thế rất nhỏ và hệ phản ứng cho phép ưu thế đó được khuếch đại, tỷ lệ của dạng chiếm ưu thế có thể tiếp tục gia tăng qua nhiều chu kỳ. Điều quan trọng là khả năng khuếch đại không chỉ phụ thuộc vào sự hiện diện của chất xúc tác mà còn vào cấu trúc động học và những tương tác phân tử đặc thù của hệ phản ứng.
Bước phát triển đáng chú ý tiếp theo được công bố năm 2003, khi Soai và các cộng sự báo cáo khả năng khuếch đại một độ dư đối quang ban đầu cực kỳ nhỏ lên mức gần như hoàn toàn. Trong công trình Amplification of Chirality from Extremely Low to Greater than 99.5% ee by Asymmetric Autocatalysis, đăng trên Angewandte Chemie International Edition, nhóm nghiên cứu cho thấy độ dư đối quang ban đầu khoảng 0,00005% có thể được khuếch đại lên trên 99,5% sau ba chu kỳ tự xúc tác.
Kết quả này có ý nghĩa đặc biệt bởi nó chứng minh một sự bất đối xứng rất nhỏ, gần như không đáng kể về mặt tỷ lệ ban đầu, vẫn có khả năng quyết định cấu hình ưu thế của sản phẩm cuối cùng khi tồn tại cơ chế khuếch đại phù hợp. Đây là bằng chứng thực nghiệm quan trọng cho thấy những hệ hóa học không nhất thiết phải bắt đầu với một sự chênh lệch lớn để đạt đến trạng thái chọn lọc lập thể rất cao.
Các nghiên cứu cùng giai đoạn còn khảo sát khả năng hình thành ưu thế đối quang trong những phản ứng không chủ động bổ sung chất định hướng đối quang. Trong các thí nghiệm loại này, một trong hai dạng phân tử có thể trở nên áp đảo, nhưng dạng nào chiếm ưu thế không nhất thiết được xác định trước. Những kết quả đó gợi ý rằng các sai lệch ngẫu nhiên ở quy mô phân tử, nếu được một cơ chế tự xúc tác thích hợp khuếch đại, có thể dẫn đến trạng thái mất đối xứng rõ rệt.
Từ đây, phản ứng được biết đến với tên gọi phản ứng Soai (Soai reaction) trở thành một hệ nghiên cứu quan trọng trong hóa học lập thể, hóa học hệ thống và nghiên cứu nguồn gốc sự sống. Nó cung cấp một mô hình thực nghiệm để khảo sát cách những thay đổi rất nhỏ trong thành phần ban đầu có thể tạo ra những kết quả khác biệt đáng kể ở cấp độ hệ phản ứng.
Công trình Nobel 2026 đóng góp gì cho nền khoa học hiện đại?
Đóng góp đầu tiên của Henri Kagan và Kensō Soai là mở rộng hiểu biết về cơ chế kiểm soát tính đối quang trong tổng hợp hữu cơ. Trước các nghiên cứu này, những phản ứng tạo ưu thế của một đồng phân đối ảnh đã được biết đến, nhưng khả năng khuếch đại sự bất đối xứng thông qua tương tác xúc tác và tự xúc tác vẫn chưa được chứng minh đầy đủ bằng những hệ thực nghiệm mang tính tiêu biểu. Công trình của Kagan cho thấy quan hệ giữa độ dư đối quang của chất xúc tác và sản phẩm có thể phi tuyến, trong khi Soai chứng minh rằng độ dư đối quang có thể được khuếch đại thông qua quá trình phản ứng tự xúc tác.
Hai kết quả ấy tạo ra những cơ sở quan trọng để nghiên cứu sự hình thành và phát triển của tính chọn lọc lập thể trong các hệ hóa học. Thay vì chỉ xem sự bất đối xứng như một đặc tính đã tồn tại sẵn trong tác chất hoặc chất xúc tác, các nhà hóa học có thể nghiên cứu những điều kiện khiến một sự bất đối xứng rất nhỏ được duy trì, khuếch đại hoặc suy giảm.
Đóng góp thứ hai liên quan đến sự phát triển của hóa học dược phẩm. Trong cơ thể sống, nhiều hợp chất dược lý tương tác với các protein, enzyme và thụ thể có cấu trúc không gian bất đối xứng. Vì vậy, hai đồng phân đối ảnh của cùng một hợp chất có thể có hoạt tính sinh học, khả năng chuyển hóa hoặc mức độ an toàn khác nhau. Đối với một số loại thuốc, việc kiểm soát cấu hình lập thể là điều kiện quan trọng để đạt hiệu quả điều trị mong muốn.
Một ví dụ thường được nhắc đến trong lịch sử dược phẩm là thalidomide, loại thuốc gắn liền với thảm kịch dị tật bẩm sinh vào giữa thế kỷ XX. Vấn đề của thalidomide cho thấy việc đánh giá tác dụng và độ an toàn của các hợp chất có tính đối quang cần được tiến hành hết sức thận trọng. Tuy nhiên, trường hợp này không nên được diễn giải đơn giản rằng chỉ cần loại bỏ một đồng phân đối ảnh là có thể bảo đảm an toàn, bởi thalidomide có khả năng chuyển đổi giữa các dạng đối ảnh trong điều kiện sinh học.
Với nhiều hợp chất khác, việc tổng hợp chọn lọc một đồng phân đối ảnh có thể giúp hạn chế sự hình thành những sản phẩm không mong muốn, giảm gánh nặng của quá trình tách chiết và tăng hiệu quả sử dụng nguyên liệu. Những nguyên lý về xúc tác bất đối xứng và hiệu ứng phi tuyến do Kagan phát triển có ý nghĩa đối với việc thiết kế và tối ưu hóa những quá trình tổng hợp như vậy.
Dù vậy, cần phân biệt giữa giá trị nền tảng của hai khám phá và ứng dụng công nghiệp trực tiếp của từng phản ứng. Phản ứng Soai có ý nghĩa đặc biệt lớn trong nghiên cứu cơ chế và sự khuếch đại tính đối quang, nhưng không phải là phương pháp phổ biến được sử dụng trực tiếp để sản xuất phần lớn dược phẩm hiện nay. Hệ phản ứng này có những yêu cầu riêng về tác chất và điều kiện vận hành, nên việc chuyển hóa thành quy trình công nghiệp rộng rãi không đơn giản.
Đóng góp thứ ba và cũng là một trong những phương diện hấp dẫn nhất của giải thưởng liên quan đến nghiên cứu nguồn gốc sự sống (origin-of-life research). Một trong những đặc điểm cơ bản của các hệ thống sinh học hiện đại là việc sử dụng có chọn lọc các phân tử có cấu hình lập thể nhất định. Sự ưu tiên ấy đặt ra câu hỏi liệu tính đồng đối quang sinh học xuất hiện do một yếu tố định hướng ngay từ đầu, hay hình thành từ những sai lệch nhỏ được khuếch đại trong quá trình tiến hóa hóa học.
Các nghiên cứu của Kagan và Soai cung cấp bằng chứng rằng phương án thứ hai có cơ sở hóa học khả thi trong những hệ phản ứng nhất định. Một sự chênh lệch ban đầu rất nhỏ, thậm chí có thể liên quan đến những dao động ngẫu nhiên, có khả năng được khuếch đại thành ưu thế gần như hoàn toàn của một đồng phân đối ảnh. Điều này chứng minh rằng sự chuyển biến từ trạng thái gần đối xứng sang trạng thái bất đối xứng mạnh không nhất thiết đòi hỏi một lượng lớn chất định hướng đối quang ngay từ đầu.
Về phương diện lý thuyết, các kết quả này có liên hệ với những mô hình tự xúc tác và phá vỡ đối xứng đã được đề xuất trước đó, trong đó có mô hình của nhà vật lý F. C. Frank năm 1953. Những mô hình như vậy khảo sát khả năng một hệ hóa học hình thành trạng thái bất đối xứng thông qua các quá trình phản hồi và tương tác giữa những thành phần của nó. Thành tựu của Soai đặc biệt quan trọng bởi nó tạo ra một hệ thực nghiệm cụ thể để kiểm tra những nguyên lý vốn đã được thảo luận ở mức lý thuyết.
Tuy nhiên, công trình Nobel 2026 không đồng nghĩa với việc các nhà khoa học đã giải thích hoàn toàn nguồn gốc sự sống trên Trái Đất. Các phản ứng được nghiên cứu sử dụng những hợp chất và điều kiện thí nghiệm cụ thể, chưa được chứng minh là đại diện trực tiếp cho môi trường địa hóa của Trái Đất sơ khai. Đặc biệt, hệ phản ứng Soai sử dụng các hợp chất cơ kẽm nhạy cảm với nước, trong khi nhiều giả thuyết về nguồn gốc sự sống liên quan đến các môi trường có nước và thành phần hóa học rất khác.
Do đó, giá trị trực tiếp của khám phá nằm ở việc chứng minh một nguyên lý: Tính đồng đối quang có thể hình thành thông qua những cơ chế khuếch đại hóa học. Từ nguyên lý đó đến việc xác định con đường lịch sử thực tế khiến các phân tử sinh học trên Trái Đất ưu tiên cấu hình L hoặc D vẫn là một khoảng cách nghiên cứu lớn.
Cuối cùng, các công trình của Kagan và Soai còn có giá trị đối với hóa học hệ thống (systems chemistry), lĩnh vực quan tâm đến những đặc tính xuất hiện từ mạng lưới phản ứng và tương tác giữa nhiều thành phần hóa học. Trong các hệ thống như vậy, những phản hồi dương, tương tác phân tử và sự thay đổi thành phần theo thời gian có thể dẫn đến những hiện tượng không thể dự đoán đầy đủ nếu chỉ phân tích từng phản ứng riêng lẻ. Cơ chế tự xúc tác bất đối xứng là một ví dụ cho thấy các quá trình hóa học có thể tạo ra những trạng thái tổ chức và chọn lọc phức tạp.
Ý nghĩa của Nobel Hóa học 2026 và những câu hỏi khoa học còn bỏ ngỏ
Quyết định trao Giải Nobel Hóa học 2026 cho Henri B. Kagan và Kensō Soai cho thấy sự ghi nhận đối với những nghiên cứu cơ bản có khả năng thay đổi cách giới khoa học hiểu và kiểm soát các phản ứng hóa học. Không giống các phát minh gắn trực tiếp với một vật liệu hoặc sản phẩm cụ thể, đóng góp của hai nhà khoa học trước hết nằm ở việc phát hiện và chứng minh những nguyên lý có thể được sử dụng để giải thích nhiều hiện tượng khác nhau.
Về phương diện hóa học, hai công trình đã làm rõ cách tính đối quang có thể được điều khiển và khuếch đại trong quá trình phản ứng. Về phương diện sinh học, chúng góp phần giải thích vì sao sự bất đối xứng phân tử có thể xuất hiện và phát triển trong những hệ thống phức tạp. Trong nghiên cứu ứng dụng, các kết quả này cung cấp cơ sở để hiểu sâu hơn những quá trình xúc tác bất đối xứng, từ đó hỗ trợ việc nghiên cứu, thiết kế và tối ưu hóa các phương pháp tổng hợp có tính chọn lọc lập thể cao.
Tuy nhiên, một số câu hỏi nền tảng vẫn chưa có lời giải thống nhất. Trước hết, nếu sự bất đối xứng ban đầu có thể hình thành từ những dao động ngẫu nhiên, điều gì đã khiến các hệ thống sinh học trên Trái Đất phát triển theo một hướng đối quang chủ đạo thay vì hướng còn lại? Tiếp theo, những cơ chế nào có thể duy trì tính đồng đối quang trong các hệ hóa học phức tạp, nơi nhiều phản ứng xảy ra đồng thời và liên tục trao đổi vật chất với môi trường?
Một vấn đề khác là khả năng phát triển những hệ tự xúc tác bất đối xứng hoạt động trong điều kiện gần với môi trường tự nhiên hơn, chẳng hạn trong nước, ở nhiệt độ và áp suất tương đối ôn hòa, với sự tham gia của những hợp chất có khả năng tồn tại trong bối cảnh tiền sinh học. Nếu những cơ chế khuếch đại tương tự có thể được xác lập trong các hệ như vậy, giới khoa học sẽ có thêm bằng chứng để đánh giá các giả thuyết về sự phát triển ban đầu của tính đồng đối quang sinh học.
Đối với hóa học tổng hợp, những hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các chất xúc tác có độ chọn lọc cao hơn, hạn chế sử dụng các tác chất khó kiểm soát và cải thiện tính hiệu quả của quá trình sản xuất. Đáng chú ý, không phải mọi phản ứng đều cần cơ chế tự xúc tác để đạt độ chọn lọc lập thể cao. Giá trị lâu dài của các công trình được vinh danh còn nằm ở việc làm phong phú hệ thống lý thuyết và phương pháp để các nhà hóa học lựa chọn những cơ chế phù hợp với từng mục tiêu nghiên cứu.
Ở một phương diện khác, hành trình khoa học của Kagan và Soai cho thấy những khám phá nền tảng thường đòi hỏi thời gian phát triển rất dài. Từ công trình năm 1986 của Kagan đến nghiên cứu năm 1995 của Soai và các kết quả tiếp theo vào năm 2003, những nguyên lý từng chỉ được xem là khả năng lý thuyết đã dần được củng cố bằng các bằng chứng thực nghiệm ngày càng rõ ràng. Việc vinh danh hai nhà khoa học vào năm 2026 phản ánh giá trị của quá trình tích lũy tri thức liên tục, trong đó mỗi phát hiện mới có thể trở thành nền tảng cho những bước tiến nhiều năm sau đó.
Đặc biệt, nghiên cứu của hai nhà hóa học còn gợi mở một cách nhìn rộng hơn về mối quan hệ giữa những biến đổi rất nhỏ và các kết quả ở quy mô lớn. Trong nhiều hệ hóa học, một sai lệch ban đầu tưởng chừng không đáng kể có thể được khuếch đại nếu tồn tại cơ chế phản hồi thích hợp. Tuy nhiên, kết quả ấy không xuất hiện trong mọi điều kiện mà phụ thuộc vào cấu trúc phản ứng, động học và những tương tác cụ thể giữa các thành phần. Chính sự kết hợp giữa khả năng khuếch đại và những điều kiện giới hạn này khiến việc nghiên cứu cơ chế trở nên quan trọng.
Giải Nobel Hóa học 2026 vì thế không chỉ vinh danh khả năng tạo ra một đồng phân đối ảnh với độ chọn lọc rất cao, mà còn ghi nhận một bước tiến trong việc giải thích cách sự bất đối xứng có thể hình thành và phát triển từ những hệ hóa học ban đầu gần như đối xứng. Từ các nghiên cứu về xúc tác bất đối xứng đến những thí nghiệm tự xúc tác có khả năng khuếch đại độ dư đối quang lên trên 99,5%, Henri Kagan và Kensō Soai đã góp phần kết nối những vấn đề của hóa học cơ bản với một trong những câu hỏi lớn của khoa học tự nhiên: Vì sao sự sống lại được xây dựng trên những cấu trúc phân tử có tính chọn lọc lập thể đặc biệt?
Mặc dù lời giải hoàn chỉnh cho nguồn gốc tính đồng đối quang sinh học vẫn cần thêm nhiều nghiên cứu, thành tựu của hai nhà khoa học đã xác lập một điều quan trọng: Những khác biệt rất nhỏ ở cấp độ phân tử có thể được khuếch đại thành những đặc điểm rõ rệt của cả một hệ hóa học. Chính khả năng chuyển hóa từ sự chênh lệch ban đầu sang một trạng thái tổ chức có tính chọn lọc cao đã khiến các công trình được trao Nobel Hóa học 2026 có giá trị lâu dài đối với hóa học, khoa học sự sống và nghiên cứu nguồn gốc sự sống.
Tài liệu tham khảo
- Royal Swedish Academy of Sciences. (2026, October 7). The Nobel Prize in Chemistry 2026: They made chemistry choose a mirror image. https://www.kva.se/en/news/the-nobel-prize-in-chemistry-2026/
- American Chemical Society. (2026, October 7). ACS president comments on award of 2026 Nobel Prize in Chemistry. https://www.acs.org/pressroom/newsreleases/2026/october/acs-president-comments-on-award-of-2026-nobel-prize-in-chemistry.html
- Puchot, C., Samuel, O., Dunach, E., Zhao, S., Agami, C., & Kagan, H. B. (1986). Nonlinear effects in asymmetric synthesis. Examples in asymmetric oxidations and aldolization reactions. Journal of the American Chemical Society, 108(9), 2353–2357. https://doi.org/10.1021/ja00269a036
- Soai, K., Shibata, T., Morioka, H., & Choji, K. (1995). Asymmetric autocatalysis and amplification of enantiomeric excess of a chiral molecule. Nature, 378, 767–768. https://doi.org/10.1038/378767a0
- Sato, I., Urabe, H., Ishiguro, S., Shibata, T., & Soai, K. (2003). Amplification of chirality from extremely low to greater than 99.5% ee by asymmetric autocatalysis. Angewandte Chemie International Edition, 42(3), 315–317. https://doi.org/10.1002/anie.200390105
- Singleton, D. A., & Vo, L. K. (2003). A few molecules can control the enantiomeric outcome. Evidence supporting absolute asymmetric synthesis using the Soai asymmetric autocatalysis. Organic Letters, 5(23), 4337–4339. https://doi.org/10.1021/ol035605p
- Gridnev, I. D., Serafimov, J. M., Quiney, H., & Brown, J. M. (2003). Reflections on spontaneous asymmetric synthesis by amplifying autocatalysis. Organic & Biomolecular Chemistry, 1, 3811–3819. https://doi.org/10.1039/B307382N
- Nature. (2026, October 7). Nobel Prize in Chemistry 2026. https://www.nature.com/collections/afcjcjgabb
- American Chemical Society. (2026, October 7). The 2026 Nobel Prize in Chemistry goes to Henri B. Kagan and Kenso Soai. https://axial.acs.org/multidisciplinary/nobel-prize-chemistry-2026
- Gibney, E., Naddaf, M., Pichon, A., Castelvecchi, D., & Callaway, E. (2026). Chemistry Nobel awarded for solving mystery of how ‘handed’ organic molecules can emerge. Nature, 658, 589–590. https://doi.org/10.1038/d41586-026-03093-0
◉ 0 Thảo luận Khoa học