Nobel de chimie : Henri Kagan et Kenso Soai, ou comment une infime asymétrie devient totale

Le prix Nobel de chimie 2026, annoncé le 7 octobre à Stockholm, récompense à parts égales le Français Henri Kagan, 95 ans, professeur émérite de l’université Paris-Saclay, et le Japonais Kenso Soai, 76 ans, professeur émérite de l’université des sciences de Tokyo, pour la découverte des effets non linéaires et de l’autocatalyse en synthèse organique asymétrique. Derrière l’intitulé, une question qui intrigue les chimistes depuis plus d’un siècle : comment un léger déséquilibre entre deux formes d’une molécule peut-il devenir une domination totale, comme celle qu’exerce une seule de ces formes dans le monde vivant ?

I. La chiralité, ou la main gauche des molécules

Certaines molécules existent sous deux formes qui sont l’image l’une de l’autre dans un miroir, sans pouvoir se superposer, comme une main gauche et une main droite. On les dit chirales, du grec désignant la main, et leurs deux versions sont appelées énantiomères. Elles ont la même formule et les mêmes propriétés physiques, mais ne réagissent pas de la même façon avec d’autres molécules chirales, à commencer par celles du vivant.

Le vivant est en effet homochiral : les acides aminés qui composent les protéines sont presque tous de la même « main », les sucres de l’ADN aussi. Pour un médicament, la forme compte donc. L’exemple souvent cité est celui de la thalidomide, commercialisée de 1957 à 1961, à l’origine de malformations chez plus de 10 000 enfants : l’une de ses formes est sédative, l’autre toxique pour l’embryon. Une nuance s’impose toutefois : les deux formes se convertissent l’une en l’autre dans l’organisme, si bien qu’un médicament ne contenant qu’un seul énantiomère n’aurait pas évité le drame.

Les chimistes mesurent la pureté d’un mélange par son excès énantiomérique : l’écart, en pourcentage, entre les proportions des deux formes. Un mélange à parts égales est à 0 % ; une forme pure, à 100 %.

II. L’effet non linéaire d’Henri Kagan

Pour fabriquer sélectivement une forme, on utilise un catalyseur lui-même chiral, qui oriente la réaction. Le bon sens voulait que la pureté du produit soit proportionnelle à celle du catalyseur : un catalyseur pur à 50 % devait donner un produit deux fois moins pur qu’un catalyseur parfait. En 1986, dans un article du Journal of the American Chemical Society cosigné avec cinq collègues, Henri Kagan montre qu’il n’en est rien. Dans certaines réactions d’oxydation et d’aldolisation, le produit peut être plus pur que le catalyseur qui l’a fait naître : la relation est non linéaire, et elle peut amplifier la sélectivité.

Pour expliquer ces écarts, le modèle proposé par Kagan fait intervenir l’association des molécules de catalyseur entre elles. Lorsque deux molécules de « mains » opposées s’apparient en un complexe peu actif, elles se neutralisent : l’énantiomère minoritaire se trouve en quelque sorte piégé, et la forme majoritaire, restée libre, dirige la réaction. Les chimistes distinguent depuis des effets non linéaires positifs, qui amplifient la sélectivité, et négatifs, qui la dégradent.

Le résultat a des conséquences pratiques, puisqu’il autorise des catalyseurs imparfaits, et théoriques, puisqu’il montre qu’une petite asymétrie peut se renforcer. Entré au CNRS en 1954, installé à Orsay depuis 1967, Henri Kagan est aussi l’auteur de l’un des premiers ligands chiraux efficaces pour l’hydrogénation asymétrique, au début des années 1970. Son absence du Nobel de 2001, attribué à William Knowles, Ryoji Noyori et Barry Sharpless pour la catalyse asymétrique, avait suscité une polémique, jusqu’à une lettre du ministre français de la Recherche au comité.

III. La réaction de Kenso Soai

En 1995, dans la revue Nature, Kenso Soai décrit une réaction qui pousse le phénomène à l’extrême. En ajoutant du diisopropylzinc à un aldéhyde de la famille des pyrimidines, il obtient un alcool qui catalyse sa propre formation en reproduisant sa propre « main » : c’est l’autocatalyse asymétrique. Chaque molécule formée en engendre d’autres identiques, si bien que la forme majoritaire s’impose de cycle en cycle.

Le premier résultat faisait passer l’excès énantiomérique de 2 % à 88 % en quatre cycles. Les expériences suivantes, résumées par Soai dans une revue de l’Académie japonaise en 2019, sont plus spectaculaires encore : parti d’un excès d’environ 0,00005 %, soit un déséquilibre infime, le système atteint 57 % au premier cycle, 99 % au deuxième et plus de 99,5 % au troisième, tandis que la quantité de produit est multipliée par environ 630 000.

IV. Pourquoi ces travaux comptent

La réaction de Soai offre le premier exemple expérimental d’un mécanisme proposé dès 1953 par le physicien Charles Frank pour expliquer l’homochiralité du vivant : une autocatalyse combinée à l’inhibition mutuelle des deux formes. Soai a montré que des déclencheurs naturels, comme la lumière polarisée circulairement, des cristaux de quartz ou d’autres cristaux chiraux, suffisent à orienter l’amplification. Il a même obtenu une synthèse asymétrique dite absolue, sans aucun facteur chiral initial, le hasard d’une fluctuation suffisant à faire basculer le système.

Ces travaux n’expliquent pas à eux seuls l’origine de la vie, et la réaction de Soai repose sur des composés qui n’existaient pas sur la Terre primitive. Mais ils démontrent qu’une asymétrie totale peut naître d’un déséquilibre microscopique par des voies purement chimiques. Comme le Nobel de physique attribué la veille à Francis Halzen, ce prix consacre une recherche fondamentale engagée il y a quarante ans, sans application immédiate en vue.

V. Une reconnaissance pour la recherche française

Le CNRS, dans un communiqué du 8 octobre, salue par la voix de son président-directeur général, Thierry Dauxois, la force de la recherche fondamentale menée en France. L’université Paris-Saclay et l’Institut de chimie moléculaire et des matériaux d’Orsay, où Henri Kagan a mené sa carrière, rappellent que ses modèles restent utilisés aujourd’hui. À 95 ans, il figure parmi les lauréats les plus âgés de l’histoire du prix, derrière John Goodenough, couronné à 97 ans en 2019. Kenso Soai, formé à l’université de Tokyo, a fait toute sa carrière à l’université des sciences de Tokyo depuis 1981.

VI. Ce qu’il faut surveiller

• Les conférences Nobel des lauréats, prononcées traditionnellement début décembre à Stockholm.
• La remise des prix à Stockholm, traditionnellement le 10 décembre.
• Le prix de la Banque de Suède en sciences économiques, annoncé le 12 octobre, dernier de la saison.

Sources

• NobelPrize.org, prix Nobel de chimie 2026
• CNRS, communiqué du 8 octobre 2026
• Université Paris-Saclay, annonce du prix
• Université des sciences de Tokyo, annonce du prix
• Chemistry World, suivi de l’annonce
• Soai, Proceedings of the Japan Academy, Series B, 2019
• Soai et al., Nature 378, 767 (1995)
• Puchot, Kagan et al., J. Am. Chem. Soc. 108, 2353 (1986)

Cet article a été préparé avec l’assistance d’une intelligence artificielle, à partir des sources citées.