Kenso Soai explica el avance premiado con el Nobel de Química y anuncia nuevas investigaciones sobre los desequilibrios moleculares

De un pequeño desequilibrio a un Premio Nobel

El químico japonés Kenso Soai, cuyos experimentos transformaron una mezcla casi equilibrada de imágenes especulares moleculares en un producto dominado por una de ellas, dijo el 20 de octubre de 2026 ante el público en Tokio que quiere investigar qué origina esos desequilibrios. Unas 2.000 personas, incluidos participantes en línea, asistieron a la conferencia organizada por la Sociedad Química de Japón.

La conferencia se celebró después de que la Real Academia Sueca de Ciencias anunciara el 7 de octubre que Soai y el químico francés Henri B. Kagan compartirían el Premio Nobel de Química 2026. Sus descubrimientos explican cómo las reacciones químicas pueden amplificar una pequeña preferencia por una forma molecular, lo que ayuda a los químicos a entender una característica definitoria de los seres vivos y a diseñar reacciones utilizadas en la investigación farmacéutica.

El anuncio del premio de Química de la Academia atribuye a ambos el descubrimiento de los efectos no lineales y la autoc catálisis en la síntesis orgánica asimétrica. Dicho en términos sencillos, encontraron formas de hacer que las reacciones produzcan más de una imagen especular molecular que de la otra y, en ocasiones, que el producto contribuya a generar más de sí mismo.

Soai, de 76 años, es profesor emérito de la Universidad de Ciencias de Tokio. Kagan es profesor emérito de la Universidad París-Sur, en Francia. Se repartirán por igual los 12 millones de coronas suecas del premio y recibirán 6 millones cada uno.

En la conferencia de Tokio, Soai habló sobre sus próximos intereses de investigación durante una sesión de preguntas y respuestas:

«Espero estudiar una amplia variedad de posibles causas de los desequilibrios entre izquierda y derecha».

Sus declaraciones amplían la historia más allá del anuncio del premio del 7 de octubre: los experimentos explican cómo puede crecer una diferencia diminuta, mientras que las posibles causas de esa diferencia inicial siguen siendo un tema que quiere explorar.

Por qué las moléculas pueden tener una forma izquierda y otra derecha

Algunas moléculas contienen los mismos átomos conectados en el mismo orden, pero tienen dos configuraciones que son imágenes especulares. Al igual que las manos izquierda y derecha, no pueden superponerse de modo que todas sus partes coincidan. Los químicos llaman quiralidad a esta propiedad y enantiómeros a las dos formas moleculares.

Los seres vivos distinguen entre esas formas porque su propia maquinaria molecular tiene una configuración determinada. Una molécula que encaja en una estructura biológica puede interactuar de otro modo cuando se invierte su configuración. La diferencia puede afectar la actividad de un medicamento e incluso el olor de una sustancia: las dos formas de la carvona huelen a hierbabuena y alcaravea, respectivamente.

Las proteínas de las células vivas utilizan casi exclusivamente una de las dos configuraciones de los aminoácidos, mientras que los azúcares del ADN y el ARN también presentan una configuración uniforme. La glicina, el aminoácido más sencillo, es una excepción porque no tiene dos formas especulares distintas. El uso generalizado de una sola forma se denomina homoquiralidad, es decir, la misma configuración.

Las reacciones de laboratorio suelen producir cantidades iguales de ambas formas, a menos que algo las oriente. El interrogante científico era cómo podía surgir una marcada preferencia en un sistema químico inicialmente equilibrado. Kagan mostró cómo un catalizador podía amplificar una preferencia; Soai desarrolló reacciones en las que esa preferencia podía crecer a medida que la reacción generaba más catalizador.

Kagan descubrió que un catalizador mixto podía superar las expectativas

El avance decisivo de Kagan llegó en 1986. Un catalizador ayuda a que ocurra una reacción química sin consumirse en ella. En la catálisis asimétrica, su forma molecular ayuda a orientar la producción hacia una de las imágenes especulares.

Los químicos esperaban que hubiera una relación sencilla entre la proporción de las formas en un catalizador y la proporción en el producto. Kagan demostró que esa relación podía apartarse de lo previsto y generar una preferencia más marcada de lo que sugería la composición del catalizador. Esa desviación se denomina efecto no lineal.

Una explicación involucra catalizadores cuyas estructuras activas contienen pares de moléculas auxiliares. Una mezcla puede formar pares coincidentes de una u otra configuración, y pares distintos que contienen una de cada una. En algunas reacciones, los pares distintos son mucho menos activos, por lo que los coincidentes realizan la mayor parte del trabajo.

Consideremos una mezcla con 75 moléculas auxiliares de una forma y 25 de la otra. Si se emparejan al azar, la proporción de pares coincidentes es de 75 al cuadrado frente a 25 al cuadrado, es decir, de nueve a uno. Cuando los pares distintos apenas contribuyen, los pares coincidentes activos se comportan, por tanto, como una mezcla de 90 frente a 10. Una preferencia inicial moderada se convierte así en una influencia química más intensa.

El descubrimiento de Kagan proporcionó a los investigadores tanto una herramienta práctica como una forma de estudiar los catalizadores. La relación entre la composición del catalizador y la del producto puede revelar indicios sobre cómo se ensamblan e interactúan las moléculas dentro de un recipiente de reacción.

Soai hizo que una reacción contribuyera a producirse a sí misma

El siguiente paso de Soai fue la autoc catálisis asimétrica. La autoc catálisis significa que el producto de una reacción ayuda a catalizar la producción de más producto de ese mismo tipo. Si el proceso también favorece la configuración del propio producto, una pequeña ventaja inicial puede reforzarse y dar lugar a una mayor producción.

El documento de antecedentes científicos de la Academia sitúa en 1990 un resultado inicial. Soai utilizó diisopropilzinc y piridina-3-carbaldehído, junto con un catalizador preparado a partir del alcohol que producía la propia reacción.

El experimento demostró tanto la autoc catálisis como la preferencia por una imagen especular. Su punto débil fue que la preferencia disminuía: el catalizador tenía un exceso enantiomérico del 86%, mientras que el producto tenía un exceso del 35%.

El exceso enantiomérico, abreviado habitualmente como ee, mide la diferencia entre los porcentajes de las dos formas. Una mezcla con un 75% de una forma y un 25% de la otra tiene un ee del 50%. Una mezcla equilibrada tiene un ee de cero, y un producto que contiene una sola forma tiene un ee del 100%.

Por tanto, el resultado de Soai de 1990 mostró que la reacción podía reproducir su propio catalizador, pero diluía la preferencia inicial. Cinco años después, su equipo encontró una reacción con pirimidina-5-carbaldehído en la que el producto tenía un exceso mayor que el del catalizador. La retroalimentación ahora reforzaba la preferencia en vez de debilitarla.

Qué significan realmente las llamativas cifras de pureza

Los experimentos de Soai de 1995 comenzaron con un catalizador preparado mediante material con un ee del 5%. El primer producto alcanzó un ee del 55%. Al utilizar el material resultante en otra reacción, la cifra subió al 87%, y la secuencia llegó al 90% de ee tras cinco ciclos consecutivos.

Pasar de un ee del 5% al 90% significa cambiar de una mezcla con una proporción de 52,5% frente a 47,5% a otra de 95% frente a 5%. La mezcla inicial estaba casi equilibrada; la mezcla final contenía 19 moléculas de la forma favorecida por cada una de su imagen especular.

Un ejemplo posterior partió de un ligando, una molécula utilizada para preparar el catalizador, con apenas un 0,00005% de ee. Después de tres ciclos consecutivos, el producto superó el 99,5% de ee. Eso equivale a más del 99,75% de la forma favorecida y menos del 0,25% de la otra.

La Academia describe el resultado como una amplificación por un factor de 630.000 de la proporción de estereoisómeros. Esa cifra se refiere al equilibrio relativo entre las formas moleculares, no a la cantidad de material producido.

El anuncio del Nobel señala que 2003 fue el año en que Soai presentó una reacción que formaba solo una de las dos imágenes especulares posibles. En conjunto, los experimentos mostraron cómo la retroalimentación química repetida podía llevar un desequilibrio casi imperceptible hacia la homoquiralidad.

El azar podía favorecer cualquiera de las formas moleculares

Soai también estudió reacciones que comenzaban sin una fuente añadida de quiralidad. En esos experimentos, una pequeña fluctuación estadística puede dar ventaja a una forma, que luego la reacción amplifica.

De los 37 experimentos descritos en los antecedentes científicos de la Academia, 18 favorecieron la forma etiquetada como R y 19 favorecieron S. Los productos tuvieron entre un 15% y un 91% de ee. El reparto casi igual de los resultados muestra que cualquiera de las dos formas podía obtener ventaja.

Las letras R y S identifican las configuraciones moleculares. Permiten a los químicos nombrar con precisión las dos disposiciones sin depender de un dibujo de una mano izquierda o derecha. En estos experimentos, cada reacción desarrolló una preferencia, aunque la serie en conjunto no favoreció ninguna configuración.

La Academia también atribuye a Daniel Singleton la demostración independiente de la ruptura de la simetría mediante la reacción de Soai. La ruptura de la simetría es la aparición de un resultado desigual en un sistema inicialmente equilibrado.

Heiner Linke, presidente del Comité Nobel de Química, describió el logro cuando se anunció el premio:

«Henri Kagan y Kenso Soai han resuelto un misterio químico de más de un siglo: cómo puede surgir espontáneamente la homoquiralidad. Las reacciones químicas que han desarrollado son extraordinarias».

La Academia delimita la relevancia de la reacción para el origen de la vida: demuestra una vía química hacia la homoquiralidad en el laboratorio, mientras que el origen de la configuración biológica en el agua sigue siendo un problema sin resolver. Sus antecedentes científicos señalan que la reacción de Soai no es pertinente para el surgimiento de la homoquiralidad biológica en sistemas acuosos.

Por qué a los fabricantes de medicamentos les importa esta diferencia

El desarrollo de medicamentos da una importancia práctica inmediata a la configuración molecular. Dos formas de un compuesto pueden interactuar de manera diferente con el organismo, por lo que los fabricantes quizá necesiten un proceso que produzca de manera fiable la forma deseada.

Kovuru Gopalaiah, profesor de la Universidad de Delhi que trabajó en el laboratorio de Kagan, explica que la amplificación puede reducir la necesidad de catalizadores de pureza extrema. Utilizar material con una pureza cercana al 70%, en lugar del 99%, puede reducir los costos de purificación en procesos adecuados. Un ejemplo citado de Merck produjo el compuesto L-699,392 con una pureza del 95% a partir de material inicial con una pureza del 70%.

La India tiene un interés considerable en este tipo de mejoras de fabricación. Un folleto de la embajada india citado en el debate sobre el premio sitúa en torno al 20% la participación del país en el suministro mundial de medicamentos genéricos, medida por volumen. Cualquier ahorro dependería de la reacción y del proceso de fabricación en cuestión; los descubrimientos premiados con el Nobel aportan principios que los químicos pueden evaluar al diseñar esos procesos.

La talidomida muestra por qué la seguridad de los medicamentos requiere algo más que elegir una forma molecular. El medicamento provocó graves malformaciones congénitas y se retiró del mercado en 1961. G Sekar, director del departamento de Química del IIT Madras, explica que sus formas pueden transformarse entre sí dentro del organismo. Por tanto, el comportamiento de un medicamento depende tanto de lo que ocurre después de su administración como del material fabricado.

La decisión de utilizar una sola forma molecular depende de la seguridad, la eficacia y los requisitos regulatorios. Los descubrimientos de Kagan y Soai ayudan a los químicos a controlar lo que producen y ofrecen a los investigadores farmacéuticos puntos de partida más precisos para esas evaluaciones.

Los hitos que llevaron al premio

El reconocimiento del Nobel reúne descubrimientos desarrollados a lo largo de décadas. Kagan estableció que podía amplificarse el desequilibrio molecular de un catalizador; Soai creó reacciones en las que el producto podía reforzar ese desequilibrio mediante una producción repetida.

• 1986: Kagan demostró efectos no lineales en la catálisis asimétrica.
• 1990: Soai publicó una reacción autocatalítica asimétrica, aunque el ee del producto era inferior al del catalizador.
• 1995: Soai y sus colegas demostraron una autoc catálisis que aumentaba el ee y alcanzaba el 90% tras cinco ciclos consecutivos.
• 2003: El anuncio del Nobel sitúa en ese año la presentación por Soai de una reacción que formaba una sola imagen especular.
• 7 de octubre de 2026: La Real Academia Sueca de Ciencias anunció el premio compartido de Química.
• 20 de octubre de 2026: Soai habló de la reacción y de sus futuras investigaciones en una conferencia en Tokio.
• 10 de diciembre de 2026: Está prevista la ceremonia de entrega del Nobel en Estocolmo.

Soai tiene previsto asistir a la ceremonia de Estocolmo y ofrecer una conferencia sobre sus investigaciones y las contribuciones de Louis Pasteur, el químico y microbiólogo francés cuyo trabajo contribuyó a establecer el concepto de asimetría molecular en el siglo XIX.

Soai mantiene la atención en los experimentos fundamentales

Soai se enteró de que había ganado mientras hacía compras cerca de su casa. Más tarde agradeció a sus colegas y estudiantes, que contribuyeron a sostener el trabajo experimental detrás de la reacción que ahora lleva su nombre.

En la conferencia de prensa posterior a su charla en Tokio, Soai explicó la curiosidad que había impulsado la investigación:

«Me interesaban las cuestiones básicas, o más bien fundamentales».

La investigación que planea realizar vuelve al comienzo del proceso: qué puede generar la pequeña preferencia por la izquierda o la derecha que amplifica la autoc catálisis. El premio reconoce las reacciones ya desarrolladas, mientras que sus declaraciones en Tokio muestran que el desequilibrio inicial sigue planteando interrogantes que quiere investigar.

Puntos clave

• Kenso Soai y Henri B. Kagan comparten el Premio Nobel de Química 2026 y se reparten por igual los 12 millones de coronas suecas.
• Kagan mostró cómo los catalizadores pueden generar una preferencia molecular más marcada de lo que su composición hace prever.
• Soai desarrolló reacciones cuyos productos ayudan a producir más de sí mismos y, a la vez, intensifican esa preferencia.
• En un experimento, el ee pasó del 0,00005% a más del 99,5% en tres ciclos consecutivos.
• En una conferencia celebrada el 20 de octubre en Tokio, Soai dijo que quiere estudiar las posibles causas de los desequilibrios moleculares.
• Los descubrimientos contribuyen a la química farmacéutica y a la investigación de laboratorio sobre la homoquiralidad.
• Soai tiene previsto asistir a la ceremonia del Nobel del 10 de diciembre en Estocolmo.