لم يجد هنري بي. بي. كاغان الحائز على جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2026 وهسيا كونستيتيوشن الثالث طريقة لجعل التفاعلات الكيميائية أكثر ميلا لإنتاج الجزيئات المطلوبة، بل حققا أيضا تفاعلات تحفيزية ذاتية تسمح للمنتجات بأن تعمل ك "مساعدين"—ليس فقط إيجاد "المفتاح" الصحيح، بل أيضا المساعدة في إنتاج المزيد من "المنتجات المتطابقة". هذه الاكتشافات لا تساعد فقط في تصنيع الأدوية، بل توفر أيضا أدلة لحل ألغاز المجتمع الكيميائي: في عالم الجزيئات المرآة، لماذا تفضل بعض الجزيئات الرئيسية في أنظمة الحياة أحد هذه الأشكال؟

تم تصوير مشهد إعلان جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2026 في ستوكهولم، السويد، في 7 أكتوبر

المفتاح" الجزيئي له "اليسار والأيمن"

عندما نجمع أيدينا معا، يمكن ضغط حدود اليدين معا، لكن مهما قلبناها، لا يمكن أن تتطابق تماما. بعض الجزيئات لديها أيضا نوع من "التقسيم بين اليسار واليمين"، حيث تكون صور معكوسة لبعضها البعض ولا يمكن قلبها وتداخلها. يسمي الكيميائيون هذه الخاصية الكيراليتي. هنا، "اليسار" و"اليمين" هما استعارات للمساعدة في فهم الأشكال المكانية.

مصدر الصورة: الموقع الرسمي لجائزة نوبل؛ هذا مخطط تخطيطي للسهولة

الاختلاف في الصورة المرآوية للعالم الجزيئي يخفي أحيانا في خيط من الرائحة. على سبيل المثال، أحد نظائر المرآة في الكارفون تفوح منه رائحة النعناع في معجون الأسنان، بينما آخر تفوح منه رائحة الكراوي. تركيبهما الذري متشابه، لكن ترتيبهما المكاني لا يمكن أن يتداخل. في مؤتمر جائزة نوبل للكيمياء في السابع، شرح رئيس لجنة نوبل للكيمياء هاينر لينك أن الأنف يمكنه اكتشاف هذا الفرق لأن المستقبلات التي تتعرف على الروائح هي أيضا كيرالية، وتتعرف على جزيئتي المرآة بشكل مختلف.

ما المشكلة الكبيرة في هذا الاختلاف المكاني؟ زو شياودونغ، عضو لجنة الكيمياء النوبلية، شرح في مقابلة مع وكالة أنباء شينخوا في السابع من الشهر أن الأمر يشبه ارتداء قفاز في اليد اليمنى وقفاز على اليسرى — إنه أمر محرج — جزيئات الأدوية تتفاعل مع البروتينات البشرية، ويجب أيضا أخذ البنية المكانية في الاعتبار.

تظهر الجزيئات الرئيسية في أنظمة الحياة، مثل الأحماض الأمينية، أيضا انحياز كيرالي واضحا. من أين يأتي هذا "التفضيل" للحياة؟ في الوقت نفسه، لدى الكيميائيين هدف عملي: إنتاج أكبر عدد ممكن من جزيئات المرآة حسب الحاجة، بدلا من الحصول أولا على اثنتين ثم الصراع في التمييز بينهما. لذا، جلبوا محفزات كيرالية ك "مساعدين"—ليس فقط لتعزيز التفاعلات، بل أيضا لإنتاج المزيد من جزيء مرآة واحد.

لكن ماذا لو كان "المساعدون" أيضا "مختلطين بين اليسار واليمين"؟

دع "المساعدين" يضخمون التفضيلات

مصدر الصورة: الموقع الرسمي لجائزة نوبل. هذا مخطط تخطيطي للتأثيرات غير الخطية في التفاعلات الكيميائية غير المتماثلة التي اكتشفها كاجان

في البداية، اعتقد العلماء أن نقاء المحفز الكيرالي مرتبط خطيا بنقاء الكيرالي للمنتج. لذلك، للحصول على "المفتاح" لأعلى نقاء كيرالي ممكن، يختار الباحثون عادة "مساعدين" ذوي نقاء كيرالي عالي.

لكن كاجان بدأ يختبر نهجا مختلفا: هل يمكن أن يؤدي تفاعل الجزيئات الكيرالية في المحفز إلى نتائج غير متوقعة؟

فئة من المحفزات التي درسها كارغان تتكون من معادن وجزيئات كيرالية. افترض أنه عندما يتم دمج جزيئتين كيراليتين هما صور معكوسة لبعضهما البعض بواسطة معادن، يمكن تكوين ثلاث تركيبات: "يسار-يسار"، "يمين-يمين"، و"يسار-يمين". إذا كان تركيب "اليسار-اليسار" يميل إلى إنتاج منتجات "يسار"، وتركيبة "يمين-يمين" تميل إلى إنتاج منتجات "يمينية"، فكيف سيعمل تركيبة "اليسار-اليمين"؟

تظهر النتائج التجريبية أن محفز "اليمين-اليسار" يدفع التفاعلات الكيميائية أبطأ بكثير من تركيبات "اليمين-اليمين" أو "اليسار-اليسار". لذلك، حتى لو كان "اليمين" أكبر قليلا فقط من "اليسار" في البداية، فإن ميزة التركيبة "اليمنى-اليميني" تتضخم بشكل كبير، مما يعني أن المنتج "يضخم" الانحياز في المحفز.

في عام 1986، أبلغ كاجان وزملاؤه عن "تأثير غير خطي" بين المكونات الكيرالية للمحفزات ونقاء المنتجات الكيرالي. أصبح هذا الاكتشاف اختراقا مهما، جذب المزيد من الكيميائيين لاستكشاف الظاهرة وفتح أفكارا جديدة لتحسين التفاعلات غير المتماثلة. قال بيتر شومفوي، عضو لجنة نوبل للكيمياء، في مقابلة إن هذه الاكتشافات "أدوات أساسية لتصميم وتحليل مثل هذه التفاعلات" عند تطوير طرق لتخليق جزيئات الأدوية الكيرالية.

دع المزايا الصغيرة تتراكم أعمق وأعمق

مصدر الصورة: الموقع الرسمي لجائزة نوبل. هذا مخطط تخطيطي لظاهرة التحفيز الذاتي غير المتماثل التي اكتشفها هسيا هيكسيان الثالث

ومع ذلك، تضخيم الفرق مرة واحدة ليس هو نفسه السماح له بالاستمرار في التمدد. بعد ذلك، أراد Xia Hexian 3 إيجاد استجابة أكثر تميزا: السماح للجزيئات الجديدة أن تصبح أيضا "مساعدات" تنضم إلى خط الإنتاج.

هذه هي الفكرة الأساسية للتحفيز الذاتي: يمكن للمادة الناتجة أيضا أن تدفع المادة الخام لتصبح المزيد من نفس المادة. إذا كانت الجزيئات "الصحيحة" الجديدة أفضل في المساعدة على إنتاج الجزيئات "الصحيحة"، هل ستزداد الميزة النسبية الصغيرة في الأصل أكثر فأكثر؟

في وقت مبكر من عام 1953، اقترح الفيزيائي تشارلز فرانك نموذجا: إذا كان جزيء مرآة واحد يمكنه أن يعزز تكوينه ويثبط تكوين جزيء مرآة آخر، فقد تزداد الميزة الصغيرة في البداية تدريجيا.

بحلول عام 1990، حقق شيا هي شيان الثالث تضمين المنتجات في تحفيز تكوينها الخاص، لكن نقاء الكيرالي للمنتجات انخفض فعليا. في عام 1995، حقق هو وزملاؤه اختراقا مهما: لم يستمر المنتج فقط في العمل ك "مساعد"، بل سمح أيضا لجزيء المرآة المهيمن سابقا بزيادة نسبة جزيء المرآة.

في عام 2003، ذهب أبعد مما سيعرف لاحقا ب "أروع تجربة كيميائية عضوية" — "تفاعل اندماج المجداف": بدءا من متفاعل غير كيرالي، تم إنتاج جزيئين كيراليين خلال التفاعل. أي جزيئة كانت لها ميزة طفيفة في البداية كانت تشكل في النهاية ما يصل إلى 99.99٪ من المنتج.

اليوم، أصبحت اكتشافات الفائزين أدوات مهمة لفهم وتصميم التفاعلات الاصطناعية غير المتماثلة، والتي تستخدم على نطاق واسع في التخليق العضوي وتطوير الأدوية. لكن هذا لا يعني أن لغز التحيز الكيرالي في الحياة قد حل، كما قال شيا هي شيانسان: "هذا بالتأكيد ليس الجواب النهائي."

من الأيدي التي لا تستطيع التداخل تماما، إلى رائحة خفيفة عند طرف الأنف، إلى الفروق الصغيرة في أنبوب الاختبار، تربط "اليسار واليمين" بين الحياة اليومية والأسئلة القديمة عن الحياة. من أين يأتي "تفضيل" الحياة؟ الإجابة تتكشف في هذه التفاصيل الدقيقة.

شركة وو شي للأدوية الإضافية المحدودة

المنتجات الرئيسية

بالميتويل إيثانولاميد (PEA) ميكرو (CAS 544-31-0)

سبيرميدين ثلاثي هيدروكلوريد (CAS 334-50-9)

بتيروستيلبين (CAS 537-42-8)

لوتولين (CAS 491-70-3)

فوغليبوز (CAS 83480-29-9) JP GMP

Mailbox:wuxifurther@gmail.com

واتساب: +86 18036885286