ESTOCOLMO (Infoesfera) – El Premio Nobel de Química 2026 fue para Henri Kagan y Kenso Soai por “el descubrimiento de efectos no lineales y autocatálisis en la síntesis orgánica asimétrica”.
Al decir del Comité que otorgó la distinción, los laureados "hicieron que la química eligiera una imagen especular".
La química de la vida es lo que los químicos denominan homoquiral, término derivado de las palabras griegas que significan "igual" y "mano". Al igual que las manos, todos los aminoácidos existen como dos variantes simétricas, pero solo una de ellas se encuentra en las proteínas de nuestras células. La otra rara vez se encuentra en la naturaleza.
Durante mucho tiempo, los químicos se preguntaron cómo podía surgir la homoquiralidad. Al experimentar con reacciones químicas que podían formar dos moléculas simétricas, siempre obtenían proporciones iguales de ambas en sus tubos de ensayo. Sin embargo, se esforzaban por producir solo una de estas imágenes especulares, ya que en el desarrollo de moléculas que interactuarán con seres vivos -como en los fármacos- solo una imagen especular tendrá el efecto deseado.
El Premio Nobel de Química 2026 reconoce los descubrimientos que han permitido a los químicos impulsar reacciones químicas que conducen a la homoquiralidad.
«Henri Kagan y Kenso Soai han aportado una solución a un misterio químico de más de un siglo de antigüedad: cómo puede surgir espontáneamente la homoquiralidad. Las reacciones químicas que han desarrollado son espectaculares», afirma Heiner Linke, presidente del Comité Nobel de Química.
Henri Kagan, nacido en Boulogne-Billancourt, Francia, a poco de cumplir 96 años y profesor emérito en la Universidad Paris-Sud, Orsay, dio el primer paso decisivo en 1986, cuando descubrió una nueva forma de manipular las reacciones químicas. Esto le permitió crear un exceso mayor de una de las imágenes especulares de lo que se creía posible hasta entonces.
Kenso Soai, nacido en Hiroshima, Japón, en 1950 y actualmente trabajando en la Universidad de Ciencias de Tokio, dio el siguiente paso. En 1995, una publicación clave describió cómo diseñó la primera reacción química con potencial para ser homoquiral. En 2003, finalmente lo logró. Presentó una reacción en la que solo se formó una de las dos imágenes especulares posibles. Aparte de la vida misma, nadie había alcanzado tal hazaña con anterioridad.
Gracias a Henri Kagan y Kenso Soai, ahora sabemos cómo puede surgir la homoquiralidad. Sus descubrimientos han sido decisivos para los químicos que diseñan reacciones para la fabricación de productos farmacéuticos.
Resolvieron el misterio asimétrico de la química
© Johan Jarnestad/Real Academia Sueca de Ciencias
Las moléculas de la vida complican las cosas para los químicos. Imagina que eres un cerrajero que fabrica llaves por encargo. El problema es que, al producirlas, siempre obtienes dos copias idénticas, pero solo una encaja en la cerradura; además, si tus clientes intentan abrirla con la otra llave, la cerradura podría dañarse. Desafortunadamente, distinguir las llaves es muy difícil, así que el cliente se lleva las dos.
Existen desafíos similares cuando los químicos desarrollan nuevos fármacos. Muchas moléculas de medicamentos se presentan en dos variantes que son imágenes especulares no idénticas entre sí: una tiene el efecto terapéutico, mientras que la otra puede causar efectos secundarios innecesarios y, a veces, perjudiciales. La razón subyacente de esto está relacionada con la química fundamental de la vida: la vida es lo que los químicos denominan homoquiral , del griego que significa "igual" y "mano". Al igual que las manos, todos los aminoácidos existen como dos variantes especulares, pero solo una de ellas se encuentra en las proteínas de nuestras células. La otra rara vez se encuentra en la naturaleza. Esto también se aplica a las moléculas de azúcar que forman parte de nuestro ADN; existen dos imágenes especulares diferentes de estas moléculas, pero la vida solo utiliza una.
Los químicos se han preguntado durante mucho tiempo cómo surge la homoquiralidad. Henri Kagan y Kenso Soai recibieron el Premio Nobel de Química 2026 por haber resuelto este enigma. Henri Kagan descubrió una nueva forma de manipular las reacciones químicas, permitiendo la creación de un exceso mayor de una de las imágenes especulares de lo que se creía posible. Su descubrimiento ha sido revolucionario para los químicos que desarrollan reacciones para la fabricación de productos farmacéuticos, aromas, fragancias y nuevos materiales.
Kenso Soai diseñó la primera reacción química en la que solo se formó una de las posibles imágenes especulares. Aparte de la vida misma, nadie había logrado tal hazaña. La reacción de Soai es uno de los experimentos químicos más espectaculares jamás realizados.
El Premio Nobel de Química 2026 es el resultado de una larga cadena de ideas, cuyo primer eslabón se forjó a mediados del siglo XIX. Todo comenzó con la investigación de Louis Pasteur sobre una sustancia importante para la producción de vino: el ácido tartárico.
El ácido tartárico revela que las moléculas pueden reflejarse
Pasteur observó con su microscopio la mayor parte de lo que quería estudiar. Cuando sus colegas afirmaron que el ácido tartárico a veces desviaba la luz polarizada hacia la derecha, pero otras veces no la afectaba en absoluto, su interés se despertó. Cultivó cristales de ácido tartárico y los examinó con su microscopio, descubriendo que existían en dos variantes, cada una la imagen especular de la otra. Con pinzas, las separó y las disolvió por separado. Al hacer pasar luz polarizada a través de los líquidos, uno desviaba la luz hacia la derecha y el otro hacia la izquierda. Si combinaba los líquidos, la luz permanecía inalterada.
Este experimento permitió a los químicos comprender que algunas sustancias existen en dos variantes simétricas. Con el tiempo, estas sustancias pasaron a denominarse quirales, y las dos moléculas que son imágenes especulares una de la otra, enantiómeros (figura 2).
Figura 2. © Johan Jarnestad/Real Academia Sueca de Ciencias
La vida con una sola mano desconcierta a los investigadores
Pasteur realizó la siguiente observación importante en 1857, cuando investigó qué sucedía cuando las bacterias fermentaban los diferentes enantiómeros del ácido tartárico. Descubrió que las bacterias fermentaban con facilidad el enantiómero presente en las uvas, que desvía la luz hacia la derecha. Sin embargo, las bacterias no mostraron interés en la molécula simétrica, que permaneció intacta. Así surgió la idea de que la química de la vida es, de alguna manera, quiral. Más tarde, cuando los investigadores comenzaron a estudiar los componentes básicos de la vida, descubrieron que los aminoácidos presentes en la naturaleza siempre desvían la luz polarizada hacia la izquierda, mientras que los azúcares de la hélice del ADN hacen lo contrario, desviándola hacia la derecha.
La constatación de que las moléculas de la vida contienen solo uno de dos enantiómeros posibles condujo a la siguiente pregunta: ¿qué ocurrió en los albores de la vida para que su química fuera unilateral? Cuando los químicos experimentaban con reacciones que formaban moléculas quirales, siempre obtenían una mezcla equimolar de ambos enantiómeros en sus tubos de ensayo. Entonces, ¿por qué los organismos vivos solo utilizan una imagen especular de los aminoácidos? ¿Cómo puede surgir la homoquiralidad?
Algunos químicos afirmaban que la química quiral era exclusiva de la vida. Sin embargo, a principios del siglo XX, el químico alemán Willy Marckwald llevó a cabo la primera reacción asimétrica exitosa (figura 3). Esto significa que se generó una mayor cantidad de un enantiómero que del otro. La clave residía en que Marckwald utilizó un catalizador , una sustancia que impulsa las reacciones químicas sin consumirse. En esta reacción, el catalizador era quiral, por lo que favoreció la formación de una imagen especular en lugar de la otra. La diferencia era mínima, pero su mera existencia representó un gran avance.
Figura 3. © Johan Jarnestad/Real Academia Sueca de Ciencias
El siguiente eslabón importante en la cadena de ideas para el Premio Nobel de Química 2026 se forjó en 1953. Consistió en un razonamiento puramente teórico presentado en un artículo científico.
La quiralidad desequilibrada de la vida recibe una explicación matemática
En la introducción del artículo se vislumbra cierta sorpresa. Su autor, Charles Frank, de la Universidad de Bristol, era un físico teórico que describe cómo un colega le informó de que los químicos aún no comprenden el origen de la asimetría biológica. Según este colega, una solución matemática al problema sería de gran ayuda para los químicos. En respuesta, Frank presenta un modelo para una reacción química en la que deben cumplirse tres condiciones:
- Que existe un catalizador quiral y una reacción asimétrica.
- Que la formación de una imagen especular se ve de alguna manera potenciada y la otra atenuada.
- La reacción química genera el propio catalizador. Este proceso se denomina autocatálisis y produce un efecto de retroalimentación positiva, lo que provoca que la cantidad de uno de los enantiómeros en la reacción crezca exponencialmente.
Una reacción química que cumpla todas estas condiciones puede dar lugar a la homoquiralidad. El modelo de Frank se difundió ampliamente entre los químicos, convirtiéndose en una especie de acertijo químico que los profesores universitarios podían presentar a sus alumnos: ¿cómo se podían traducir estas condiciones a la realidad química?
Como se describió anteriormente, Marckwald logró cumplir la primera condición a principios del siglo XX, pero solo más tarde los investigadores consiguieron diseñar reacciones químicas significativamente asimétricas. Los pioneros en este campo fueron galardonados con el Premio Nobel de Química en 2001 y 2021 .
El Premio Nobel de Química 2026 reconoce el cumplimiento de las dos condiciones restantes. Comenzamos con la idea simple e ingeniosa que llevó a Henri Kagan, en 1986, a marcar con una casilla la segunda condición en el modelo de Frank.
Kagan piensa de forma innovadora
Kagan, que trabajaba en la Universidad Paris-Sud, fue uno de los químicos que se dedicaron a perfeccionar las reacciones asimétricas a principios de la década de 1980. El objetivo era producir enantiómeros lo más puros posible, por ejemplo, en la fabricación de productos farmacéuticos. La importancia de lograrlo quedó demostrada por el escándalo de la talidomida a principios de la década de 1960, cuando miles de niños sufrieron malformaciones congénitas causadas por un sedante, la talidomida. Cuando los investigadores analizaron lo sucedido, se dieron cuenta de que era la imagen especular de la sustancia activa la que causaba el daño.
Para impulsar reacciones asimétricas, los investigadores solían utilizar catalizadores con dos componentes: un átomo de metal que funcionaba como motor de la reacción y una sustancia quiral que garantizaba que la reacción fuera asimétrica.
Dado que los investigadores buscaban obtener enantiómeros puros en el producto, normalmente utilizaban un enantiómero lo más puro posible en el catalizador. Sin embargo, asumían que si combinaban dos enantiómeros simétricos en el catalizador, el producto tendría proporciones equivalentes. En otras palabras, creían que la quiralidad del catalizador se transfería a la quiralidad del producto y que existía una relación lineal entre ambas.
Kagan comenzó a cuestionar esta suposición. Como químico experto, se tomó el tiempo necesario para analizar con más detalle el catalizador. En realidad, nadie sabía cómo funcionaba: durante la reacción química, el átomo metálico y la molécula quiral interactuaban, obviamente, pero la pregunta era cómo ocurría esto.
Los átomos metálicos normalmente interactúan con varias moléculas simultáneamente. Por lo tanto, Kagan supuso que el metal del catalizador atraía al menos a dos de las moléculas quirales durante la reacción química. Si luego se combinaran los enantiómeros derecho e izquierdo, se obtendrían tres formas del catalizador, como se muestra en la figura 4: derecha-derecha, izquierda-derecha e izquierda-izquierda.
Los catalizadores que eran derecha-derecha e izquierda-izquierda crearían productos que serían imágenes especulares el uno del otro, pero ¿cómo reaccionaría el catalizador izquierda-derecha?
Figura 4. © Johan Jarnestad/Real Academia Sueca de Ciencias
Kagan logra realzar la asimetría
Figura 5. Diagrama tomado de J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 2353-2357
Cuando Kagan combinó diferentes proporciones de enantiómeros en el catalizador, surgieron los efectos mostrados en la figura 4. El exceso de uno de los enantiómeros en el producto de la reacción fue mayor que el exceso en el catalizador. Al graficar sus resultados, obtuvo un efecto no lineal.
Este razonamiento llevó a Kagan a descubrir una sorpresa, ya que el catalizador izquierda-derecha se comportaba de manera diferente a los otros dos. Al probar una reacción con distintas combinaciones de enantiómeros en el catalizador, la relación con las proporciones en el producto no era lineal, como habían supuesto otros químicos. En cambio, la gráfica que obtuvo Kagan al representar sus resultados era curva (figura 5). Esto se debía a que el catalizador izquierda-derecha aceleraba la reacción química mucho más lentamente que los catalizadores derecha-derecha o izquierda-izquierda (figura 4).
En la práctica, esto significaba que había encontrado un método para potenciar la formación de uno de los enantiómeros en el producto (figura 4). De este modo, había cumplido la segunda condición del modelo de Frank. En 1986, describió no menos de tres reacciones asimétricas diferentes que presentaban lo que los químicos denominan efectos no lineales. Este fue un avance histórico, y muchos químicos comenzaron a explorar este nuevo fenómeno. Uno de ellos fue Kenso Soai, de la Universidad de Ciencias de Tokio, quien sentó las bases para el Premio Nobel de Química de 2026.
El método de prueba y error da resultados para Soai
Kenso Soai exploró una reacción química asimétrica con un importante efecto no lineal. Al analizar las estructuras del catalizador y del producto resultante, descubrió similitudes significativas. Esto le inspiró una idea: ¿podría diseñar una reacción en la que el catalizador se formara a sí mismo mediante un proceso autocatalítico?
En aquella época, a principios de la década de 1990, se conocían varios ejemplos de reacciones autocatalíticas, pero ninguna era asimétrica. Experimentando con diversas moléculas, Soai logró encontrar una sustancia quiral -el 5-pirimidilalcanol- capaz de autogenerarse. En una publicación de 1995, describe este revolucionario experimento. Comenzó con un exceso del dos por ciento de un enantiómero del 5-pirimidilalcanol y terminó con un exceso del 87 por ciento. La reacción era autorreforzante y cumplía con todos los criterios de Frank, pero no alcanzaba la pureza enantiomérica del 100 por ciento propia de la vida.
La elegante reacción de Soai resuelve el rompecabezas
Durante otros ocho años, Soai prosiguió su búsqueda del proceso autocatalítico definitivo. En 2003, finalmente logró presentar una reacción química que generaba un exceso de un enantiómero, el cual a su vez formaba copias de sí mismo (figura 6). Esta fue la primera vez desde los albores de la vida que se lograba crear quiralidad a partir de una combinación no quiral de moléculas.
Figura 6. © Johan Jarnestad/Real Academia Sueca de Ciencias
La reacción de Soai se considera uno de los experimentos químicos más elegantes jamás realizados. Cuando Soai inició el proceso catalítico, se crearon ambos enantiómeros, pero, debido al azar, se formó una pequeña cantidad de uno de ellos. Este pequeño exceso fue suficiente para que el enantiómero dominara toda la reacción química. En última instancia, puede constituir el 99,99 % del producto. Cuando Soai repitió la reacción, el otro enantiómero podía tomar el control; el enantiómero que obtuvo al final dependió de lo que ocurrió por azar al inicio de la reacción (figura 6).
Los químicos han obtenido nuevas y afiladas herramientas
La reacción de Soai es artificial, distinta a la química de la vida, pero despertó un nuevo entusiasmo entre los químicos que buscan comprender los orígenes de la vida. En todo el mundo, los investigadores intentan ahora replicar el logro de Soai, pero con el objetivo de producir aminoácidos y azúcares homochirales.
Los efectos no lineales descubiertos por Kagan se han convertido en una herramienta fundamental para los químicos en el diseño de nuevas reacciones. El hecho de que una reacción sea no lineal les proporciona información sobre su mecanismo. Esta información permite optimizar la reacción y obtener los enantiómeros más puros del producto. Esto es vital para cualquier empresa que fabrique sustancias destinadas a interactuar con seres vivos, como productos farmacéuticos, aromas, fragancias y agroquímicos. En algunos casos, también resulta importante en la producción de nuevos materiales.
Gracias a los descubrimientos que ahora se premian con el Premio Nobel de Química 2026, los químicos han obtenido nuevas herramientas fundamentales para su trabajo diario, pero, sobre todo, estos descubrimientos han contribuido a resolver uno de los mayores misterios de la química: cómo se puede crear la homochiralidad, como la que se encuentra en todos los seres vivos.
Fuente: Nobel Prize Organization
Ilustración de portada: Nobel Prize Organiation/Niklas Elmehed
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