La catálisis es uno de los temas más galardonados con el Nobel de Química; lo recibió en 1909, 1912, 1963, 1975, 2001, 2005, 2010, 2021 y ahora lo recibe en 2026. Henri B. Kagan (95 años), Université Paris-Sud (París, Francia) y Kenso Soai (75 años), Tokyo University of Science (Tokio, Japón) han sido galardonados por el descubrimiento de efectos no lineales y de autocatálisis en la síntesis orgánica asimétrica. La (homo)quiralidad es fundamental en la química orgánica de los seres vivos. Pero las técnicas de síntesis química de moléculas orgánicas suelen producir moléculas de las dos quiralidades posibles (los dos enantiómeros). En 1986, Kagan descubrió una nueva forma de manipular reacciones químicas asimétricas. Observó efectos no lineales que transformaban una pequeña diferencia en la composición enantiomérica en un exceso de uno de los enantiómeros. En  1995, Kenso Soai logró la primera reacción química diseñada con capacidad para amplificar de forma espontánea la asimetría quiral mediante autocatálisis asimétrica. En 2003, Soai logró una reacción de síntesis que formaba solo uno de los enantiómeros. Fuera de los organismos vivos, nunca antes se había conseguido una amplificación de la quiralidad de esta magnitud. Hoy en día la síntesis asimétrica es clave en la industria farmacéutica.

En 1857 Louis Pasteur demostró que ciertas moléculas existen en dos formas especulares o enantiómeros, gracias al metabolismo del ácido tartárico en ciertos microorganismos. En el siglo XX, Willy Marckwald logró una de las primeras síntesis asimétricas usando un catalizador quiral, aunque con un exceso enantiomérico muy pequeño. En 1953, el físico Charles Frank propuso un modelo matemático según el cual la homoquiralidad podía surgir de forma espontánea si una reacción combinaba catálisis quiral, amplificación de una pequeña asimetría inicial y autocatálisis, de manera que uno de los enantiómeros se reforzara a sí mismo. En 1986, Henri B. Kagan demostró que la relación entre la pureza enantiomérica de un catalizador y la del producto no tenía por qué ser lineal, descubrió los efectos no lineales, en los que un pequeño exceso de un enantiómero en el catalizador podía generar un exceso mucho mayor en el producto, explicable por la diferente reactividad de complejos catalíticos homoquirales y heteroquirales. Inspirado por Kagan, Kenso Soai buscó una reacción en la que el propio producto actuara como catalizador. En 1995 consiguió una autocatálisis asimétrica en la que un exceso inicial del 2 % de un enantiómero de un 5-pirimidil alcanol se amplificaba hasta el 87 %, satisfaciendo las condiciones propuestas por Frank. Y en 2003, Soai desarrolló una reacción capaz de amplificar una fluctuación quiral minúscula hasta producir un 99.99 % de un solo enantiómero. Así demostró de forma experimental que una reacción química no biológica puede evolucionar de forma espontánea hacia un estado homoquiral. Y en paralelo posicionó el campo en firme candidato al Nobel.

El anuncio oficial del Nobel en YouTube, Nota de Prensa [pdf], Información Divulgativa [pdf], y Descripción Avanzada [pdf]. Los artículos galardonados son Puchot, Samuel, Dunach, Zhao, Agami y Kagan, Journal of the American Chemical Society 108 (1986) 2353–2357; .

Henri B. Kagan estudiaba la catálisis asimétrica en la década de 1980 cuando empezó a dudar que el exceso enantiomérico del producto siempre debía variar de forma lineal con el exceso enantiomérico del ligando quiral. En 1986, Kagan y colaboradores demostraron que esa relación podía ser fuertemente no lineal cuando el catalizador forma agregados homoquirales y heteroquirales con distinta reactividad. Su trabajo clave, publicado en el Journal of the American Chemical Society (1986), estudió la epoxidación asimétrica de Sharpless, en la que se observó un efecto no lineal positivo (+NLE). Así se confirmó que el exceso enantiomérico del producto podía ser mucho mayor que el del ligando. Kagan proporcionó además una explicación mecanística basada en complejos catalíticos de orden superior, como ML*₂, en los que los agregados homoquirales y heteroquirales presentan reactividades diferentes. Este resultado demostró que la información quiral podía amplificarse químicamente y convirtió los NLE en una herramienta para investigar mecanismos de catálisis asimétrica.

Kenso Soai abordó el problema desde otro punto de vista. Buscó una reacción en la que el propio producto quiral catalizara su formación, es decir, una autocatálisis asimétrica. En 1990, Soai, Niwa y Hori publicaron en Chemical Communications una reacción de adición de diisopropilzinc a piridina-3-carbaldehído que estaba catalizada por el propio alcohol quiral producido en la reacción. El sistema era autocatalítico y enantioselectivo, pero todavía no lograba una fuerte asimetría quiral; en concreto, un catalizador con 86 % de ee (exceso enantiomérico) producía un producto con solo 35 % de ee. El resultado era relevante porque satisfacía dos de las tres condiciones que Charles Frank había propuesto a nivel teórico en 1953 para explicar la aparición espontánea de homociralidad, en concreto, autocatálisis, enantioselectividad y antagonismo entre enantiómeros, pero todavía faltaba conseguir una auténtica amplificación de la quiralidad.

En 1995, Soai, Shibata, Morioka y Choji publicaron en Nature que la adición de diisopropilzinc a un pirimidina-5-carbaldehído daba lugar a un producto con un exceso enantiomérico inicial pequeño que podía catalizar de forma preferente la formación de su propio enantiómero y amplificar de forma progresiva esa asimetría. Partiendo de aproximadamente 5 % ee (exceso enantiomérico) , sucesivos ciclos elevaron el exceso enantiomérico hasta alrededor del 90 % ee. Esta reacción de Soai constituyó la primera demostración experimental convincente de una autocatálisis asimétrica con amplificación estereoquímica y realizó, en esencia, el mecanismo propuesto por Frank cuatro décadas antes. Más tarde el sistema fue llevado a límites extremos en el trabajo de Sato, Urabe, Ishiguro, Shibata y Soai publicado en Angewandte Chemie International Edition en 2003, donde demostraron un desequilibrio inicial de apenas 0.00005 % ee podía amplificarse hasta >99.5 % ee en tres ciclos, equivalente a una amplificación de la relación enantiomérica de unas 630 mil veces.

Los trabajos posteriores demostraron que la reacción de Soai también podía producir una ruptura espontánea de simetría partiendo de reactivos aquirales y sin una fuente quiral externa. En 2002–2003, Daniel Singleton y, de manera independiente, Soai y colaboradores mostraron que fluctuaciones estadísticas microscópicas podían determinar de forma aleatoria qué enantiómero terminaba dominando la reacción; en una serie de 37 experimentos de Soai, 18 produjeron con preferencia el enantiómero R y 19 el S, con excesos enantioméricos finales de 15–91 % ee. Durante las dos décadas siguientes, grupos como los de Donna Blackmond, John Brown, Ilya Gridnev, Scott Denmark y Oliver Trapp investigaron el mecanismo molecular de esta extraordinaria amplificación, proponiendo modelos basados en agregados de alcóxidos de zinc diméricos o tetraméricos y luego intermediarios hemiacetálicos.

El Premio Nobel de 2026 reconoce dos descubrimientos complementarios, por un lado, el de Kagan (1986), que estableció que la catálisis asimétrica puede presentar efectos no lineales capaces de amplificar la quiralidad, y por otro lado, el de Soai (1990–2003), que convirtió esa amplificación en una reacción autocatalítica capaz de generar estados casi homocirales a partir de asimetrías inicialmente ínfimas. Hoy en día todas las personas disfrutamos del producto comercial de estos avances gracias a su uso intensivo por la industria farmacéutica.