Сегодня Нобелевский комитет объявил лауреатов нобелевской премии по химии, и в этому году эта награда досталась «традиционным» химикам. Более того, в третий раз за XXI век Нобелевская премия будет вручена за работы в области ассиметрического органического синтеза. Лауреатами стали Анри Б. Каган (Франция) и Кенсо Соаи (Япония) «за открытие нелинейных эффектов и автокатализа в асимметрическом органическом синтезе».

В 2001 году за работы по ассиметричному катализу премию получили Барри Шарплесс (потом он получит и вторую «нобелевку» по химии), Рёдзи Ноёри и Уильям Ноулз, а в 2021 году за работы по ассиметричному органокатализу премии удостоились Дэвид Макмиллан и Беньямин Лист.

В 1986 году группа Кагана показала, что между составом катализатора и составом получаемого продукта может существовать нелинейная зависимость. При определенных условиях небольшое преимущество нужного энантиомера катализатора может превратиться в гораздо большее преимущество нужного энантиомера продукта. Дело в том, что молекулы катализатора могут взаимодействовать друг с другом в разных комбинациях, образуя промежуточные комплексы. Комплексы, состоящие из одинаковых энантиомеров, и комплексы из противоположных энантиомеров могут иметь разную устойчивость и реакционную способность. В результате более активная форма катализатора получает преимущество, и исходная небольшая асимметрия усиливается в ходе реакции. Каган разработал математические модели, описывающие такое поведение. Впоследствии они стали инструментом для изучения механизмов асимметрического катализа.

Следующий шаг сделал Соаи в 1995 году. Он показал, что химическую асимметрию можно не только усилить, но и сделать самоподдерживающейся: в автокаталитической реакции образующийся продукт помогает получать новые молекулы того же энантиомера. Так возникла возможность химически усиливать первоначально ничтожное нарушение симметрии и в пределе получать практически только одну зеркальную форму вещества.

Это напоминание о том, что фундаментальные открытия в химии не устарели — они лежат в основе всего, что мы делаем в биотехе, фарме и материаловедении. Каган и Соаи показали, что даже в хаосе молекулярных взаимодействий можно найти законы, которые позволяют предсказывать и управлять поведением системы. Это и есть наука в её лучшем проявлении.