Kenso Soai e Henri Kagan vencem o Prémio Nobel da Química de 2026

Como a química aprendeu a favorecer uma imagem especular

O químico japonês Kenso Soai e o químico francês Henri B. Kagan venceram o Prémio Nobel da Química de 2026 pelas descobertas que demonstraram como as reações químicas podem favorecer uma de duas formas especulares de uma molécula. O seu trabalho aborda um antigo enigma da química da vida: por que razão muitas moléculas biológicas essenciais existem quase exclusivamente numa das suas duas formas possíveis.

A Academia Real Sueca das Ciências anunciou o prémio na quarta-feira, em Estocolmo. Atribuiu-o à «descoberta de efeitos não lineares e da autocatálise na síntese orgânica assimétrica». O prémio de 12 milhões de coroas suecas será dividido igualmente pelos laureados, e a cerimónia de entrega está marcada para 10 de dezembro, aniversário da morte de Alfred Nobel.

Soai, professor emérito da Universidade de Ciência de Tóquio, soube que tinha recebido o prémio enquanto fazia compras perto de casa. Numa conversa telefónica com o comité Nobel, descreveu a notícia como um dos dias mais entusiasmantes da sua vida e disse estar contente por partilhar a distinção com Kagan, professor emérito da antiga Universidade Paris-Sul. Mais tarde, numa conferência de imprensa na universidade, Soai agradeceu aos seus alunos e colegas, afirmando que a ajuda deles tinha sido essencial para o seu trabalho.

O prémio reconhece investigação fundamental com valor prático para os químicos que produzem medicamentos, materiais, fragrâncias e outros compostos. Destaca também uma reação laboratorial que permite investigar como poderá ter surgido a característica quiralidade molecular da vida, embora os investigadores ressalvem que a própria reação não é considerada um modelo direto da química na Terra primitiva.

O que significa quiralidade molecular?

Algumas moléculas existem em duas formas com os mesmos átomos ligados pela mesma ordem, mas dispostos como imagens especulares. Tal como acontece com a mão esquerda e a direita, não é possível sobrepor as duas formas de modo a que todas as partes coincidam. Os químicos chamam quiralidade a esta propriedade e enantiómeros às duas formas.

Esta distinção pode ser muito importante nos sistemas vivos. As proteínas são constituídas quase exclusivamente por aminoácidos L, enquanto os açúcares do ADN e do ARN têm a configuração oposta, D. As duas formas de uma molécula podem interagir de modo diferente com o organismo, porque as estruturas biológicas, incluindo as proteínas, também são quirais. Uma forma de um medicamento pode ter o efeito pretendido, enquanto a sua imagem especular pode ter um efeito mais fraco ou diferente, ou provocar efeitos secundários indesejados.

Por isso, a quiralidade é uma questão prática no desenvolvimento de medicamentos, e não apenas uma característica abstrata da geometria molecular. Também coloca uma questão intrigante sobre as origens da vida. Muitas reações comuns que criam moléculas quirais produzem quantidades aproximadamente iguais de cada imagem especular. Como surgiu, então, uma vida tão dependente de uma das formas de muitos dos seus elementos constitutivos biológicos?

O enigma tem uma longa história. No século XIX, Louis Pasteur separou duas formas de cristais de ácido tartárico e descobriu que as respetivas soluções desviavam a luz polarizada em sentidos opostos. As suas experiências ajudaram a demonstrar que algumas moléculas têm formas especulares. Trabalhos posteriores mostraram que as bactérias conseguiam consumir uma forma do ácido tartárico, mas não a sua imagem especular, evidenciando a seletividade invulgar da química dos seres vivos.

Como mudou Kagan o panorama?

Uma ideia teórica fundamental surgiu em 1953, quando o físico Charles Frank descreveu como uma reação que produz o seu próprio catalisador quiral poderia reforçar um pequeno desequilíbrio inicial. Um catalisador acelera uma reação sem ser consumido. Se a reação produzir mais do catalisador que favorece uma das imagens especulares, esse catalisador poderá, por sua vez, ajudar a produzir ainda mais dessa mesma forma.

Durante décadas, foi difícil concretizar esta hipótese em laboratório. O trabalho de Kagan forneceu uma parte importante da resposta. Em 1986, ele e os seus colegas demonstraram que a relação entre a quiralidade de um catalisador e a dos produtos nem sempre seguia uma proporção simples de um para um. Um ligeiro excesso de uma das formas do catalisador podia levar a um excesso muito maior de uma das formas do produto.

A isto chama-se efeito não linear. O termo descreve um resultado que não aumenta na mesma proporção que o desequilíbrio inicial. Em algumas reações, as moléculas do catalisador podem combinar-se de diferentes formas. Se um par misto, com quiralidades opostas, reagir com menos eficácia do que pares com a mesma quiralidade, a reação pode favorecer um dos produtos mais do que seria de esperar apenas com base na mistura de catalisadores.

A descoberta de Kagan foi importante para os químicos de síntese, pois mostrou que, por vezes, era possível produzir compostos altamente dominados por uma forma sem começar com um catalisador igualmente puro. Também deu aos investigadores uma forma de pensar sobre como um pequeno enviesamento num sistema químico pode crescer. O seu trabalho ajudou a transformar uma possibilidade matemática numa questão que os químicos podiam testar experimentalmente.

O que tornou a reação de Soai numa descoberta decisiva?

Soai explorou uma possibilidade adicional: a de um produto de reação atuar como catalisador para produzir mais de si próprio. Este processo chama-se autocatálise. Quando o produto é quiral e produz preferencialmente mais da sua própria forma especular, a reação pode amplificar um pequeno desequilíbrio através de um ciclo de retroação.

Soai e os seus colegas deram conta de uma primeira reação autocatalítica em 1990. Em 1995, publicaram uma reação relacionada que se tornou a célebre reação de Soai: um produto quiral catalisava a sua própria formação, podendo aumentar a predominância de um dos enantiómeros. Em 2003, a equipa apresentou uma versão que amplificava um desequilíbrio inicial muito pequeno e produzia material composto em 99,75% por um dos enantiómeros.

O resultado demonstrou em laboratório que uma reação podia aproximar-se da predominância quase total de uma forma sem depender de uma molécula quiral externa para determinar qual deveria prevalecer. Heiner Linke, presidente do Comité Nobel da Química, afirmou que Kagan e Soai tinham apresentado «uma solução para um mistério químico com mais de um século: como pode surgir espontaneamente a homoquiralidade». Homoquiralidade significa que um sistema utiliza predominantemente uma de duas formas moleculares possíveis.

A reação é frequentemente associada à origem da vida, mas essa ligação exige algumas ressalvas. A reação de Soai mostra como a retroação química pode amplificar um pequeno desequilíbrio. Os investigadores salientaram que requer reagentes e condições específicos, incluindo condições incompatíveis com a água, o que torna improvável que tenha ocorrido exatamente como foi concebida na Terra pré-biótica. A sua importância reside, em parte, em demonstrar um princípio que os investigadores podem comparar com outras possíveis vias para a assimetria molecular.

Porque é que o trabalho importa para além da investigação sobre as origens da vida

Controlar a quiralidade molecular é fundamental para produzir muitos medicamentos e outros produtos químicos úteis. Uma reação que crie seletivamente um enantiómero pode reduzir a necessidade de separar posteriormente uma mistura e ajudar os fabricantes a produzir compostos com propriedades mais previsíveis. O Nobel reconheceu descobertas que moldaram a forma como os químicos compreendem e concebem estas reações.

A história da medicina mostrou bem o que está em jogo. A talidomida, receitada no início da década de 1960 para tratar os enjoos matinais, foi associada a malformações congénitas graves. Investigações posteriores chamaram a atenção para as diferenças entre os efeitos biológicos das suas formas especulares. O exemplo é frequentemente citado para explicar por que razão os químicos estudam a quiralidade, embora o comportamento biológico da talidomida seja mais complexo do que uma simples divisão entre uma forma nociva e outra segura.

Outras moléculas conhecidas também mostram como as imagens especulares podem ter propriedades diferentes. As duas formas da carvona, por exemplo, estão associadas aos aromas de hortelã e alcaravia. O mesmo princípio pode influenciar a forma como os medicamentos, os pesticidas e outros compostos interagem com alvos biológicos. A estrutura de uma molécula, incluindo a sua quiralidade, ajuda a determinar o que faz.

O trabalho de Kagan e Soai insere-se também no desenvolvimento mais amplo da síntese assimétrica, a prática de orientar as reações para obter um enantiómero escolhido. O Nobel da Química de 2001 distinguiu William Knowles, Ryoji Noyori e Barry Sharpless pelos avanços na catálise assimétrica. Kagan e Soai abordaram uma questão relacionada, mas distinta: como amplificar desequilíbrios, inclusive através de um produto que catalisa a sua própria formação.

Um prémio de ciência fundamental com ligação ao Japão

Soai nasceu na província de Hiroshima em 1950, estudou na Universidade de Tóquio e doutorou-se em Ciências. Depois de ocupar cargos de investigação no Japão e na Universidade da Carolina do Norte, tornou-se professor na Universidade de Ciência de Tóquio. Recebeu a Medalha da Fita Púrpura do Japão em 2012 e é atualmente professor emérito.

Na conferência de imprensa do dia da entrega do prémio, Soai descreveu a investigação como um processo de realização contínua de experiências sem saber se o resultado pretendido iria surgir. Disse que não se tinha deixado absorver pelas dificuldades, porque descobrir novos factos experimentais lhe trazia alegria e espanto. Agradeceu também o ambiente de investigação da universidade e aos alunos que trabalharam consigo.

Este é o terceiro ano consecutivo em que uma pessoa ou organização do Japão recebe um Prémio Nobel, na sequência dos laureados japoneses de 2024 e 2025. Soai integra também uma longa lista de químicos japoneses distinguidos pelo trabalho em química orgânica, uma área dedicada aos compostos que contêm carbono, entre os quais se incluem as proteínas, os açúcares e muitos medicamentos.

Que questões científicas continuam em aberto?

O prémio não esclarece como começou a química de uma só forma da vida. Reconhece avanços experimentais e conceptuais que mostram como um desequilíbrio químico pode ser reforçado, mas deixa em aberto quais os processos que ocorreram na natureza antes do aparecimento da vida. Os investigadores continuam a estudar mecanismos alternativos, incluindo efeitos associados a cristais, superfícies e condições físicas que podem favorecer uma forma em detrimento de outra.

Essa distinção faz parte do valor do trabalho. A reação de Soai é um exemplo poderoso de autocatalisação assimétrica, enquanto os efeitos não lineares de Kagan ajudam a explicar como as misturas de catalisadores podem gerar preferências inesperadamente fortes. Em conjunto, as descobertas dão aos químicos ferramentas para estudar a quiralidade molecular, tanto na síntese prática como nas questões sobre as origens da vida.

Soai afirmou esperar que a distinção dê mais visibilidade à síntese orgânica e ajude a dar continuidade à investigação. O Prémio Nobel celebra uma cadeia de trabalho que começou com um enigma centenário e produziu uma demonstração laboratorial notável: nas condições certas, a química pode favorecer uma imagem especular e reforçar essa escolha.

Principais pontos

• Kenso Soai e Henri B. Kagan venceram o Prémio Nobel da Química de 2026.
• O prémio reconhece os efeitos não lineares e a autocatálise na síntese orgânica assimétrica.
• Em 1986, Kagan demonstrou que um pequeno desequilíbrio no catalisador pode gerar um desequilíbrio maior nos produtos da reação.
• A reação de Soai demonstrou como um produto quiral pode catalisar a produção de mais da sua própria forma.
• As descobertas contribuem para a síntese química e permitem estudar, mas não esclarecer, como começou a quiralidade molecular da vida.