โนเบลเคมี 2026: ไขปริศนาโมเลกุลภาพสะท้อน สู่การสังเคราะห์ยาอย่างแม่นยำ

โมเลกุลสองตัวอาจมีองค์ประกอบและการเชื่อมต่อของอะตอมเหมือนกัน แต่กลับออกฤทธิ์ในร่างกายต่างกัน เพราะการจัดเรียงตัวในสามมิติเป็นภาพสะท้อนของกันและกัน ความแตกต่างที่ดูเล็กน้อยนี้เป็นเหตุผลว่าทำไมการผลิตยาจึงต้องสนใจทั้งสูตรเคมีและรูปร่างของโมเลกุล [1,2]

เมื่อวันที่ 7 ตุลาคม 2026 ราชบัณฑิตยสภาวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดนประกาศมอบรางวัลโนเบลสาขาเคมี 2026 ให้ Henri B. Kagan และ Kenso Soai จากการค้นพบผลแบบไม่เป็นเชิงเส้นและการเร่งปฏิกิริยาด้วยตัวเองในการสังเคราะห์สารอินทรีย์แบบอสมมาตร งานของทั้งสองช่วยอธิบายว่าปฏิกิริยาเคมีสามารถขยายความได้เปรียบของโมเลกุลภาพสะท้อนรูปแบบหนึ่งได้อย่างไร และเป็นพื้นฐานสำคัญต่อการออกแบบปฏิกิริยาสำหรับผลิตยา ผู้ได้รับรางวัลทั้งสองแสดงในภาพที่ 1 [1]

เปิดภาพต้นฉบับขนาดเต็ม

โมเลกุลภาพสะท้อนคืออะไร?

ลองวางมือซ้ายและมือขวาหงายขึ้นข้างกัน ทั้งคู่มีลักษณะเป็นภาพสะท้อน แต่ไม่สามารถนำมาซ้อนให้ตรงกันทุกส่วนได้ โมเลกุลที่มีสมบัติลักษณะนี้เรียกว่าโมเลกุลไครัล (chiral molecule) ส่วนโมเลกุลคู่ภาพสะท้อนเรียกว่า อิแนนทิโอเมอร์ (enantiomers) ดังตัวอย่าง L-alanine และ D-alanine ในภาพที่ 2 ส่วนบน ขณะที่ส่วนล่างยกตัวอย่างกรดอะมิโนต่างชนิดที่อยู่ในรูปแบบ L เหมือนกัน [2,3]

เปิดภาพต้นฉบับขนาดเต็ม

เมื่ออิแนนทิโอเมอร์เข้าไปอยู่ในสภาพแวดล้อมทางชีวภาพที่มีความเป็นไครัลเช่นกัน ทั้งสองรูปแบบอาจจับกับเป้าหมาย ออกฤทธิ์ หรือถูกเปลี่ยนแปลงและกำจัดออกจากร่างกายได้ต่างกัน จึงไม่ควรสรุปว่าสารสองรูปแบบที่มีสูตรเคมีเหมือนกันจะมีประสิทธิภาพและความปลอดภัยเหมือนกันเสมอ [2]

Kagan: ความได้เปรียบเล็กน้อยอาจให้ผลที่มากกว่าสัดส่วนเดิม

การสังเคราะห์แบบอสมมาตร (asymmetric synthesis) คือการทำให้ปฏิกิริยาสร้างอิแนนทิโอเมอร์รูปแบบหนึ่งมากกว่าอีกแบบหนึ่ง ในระบบที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาไครัล คำถามสำคัญคือ หากตัวเร่งมีทั้งสองรูปแบบปนกัน สัดส่วนในผลิตภัณฑ์จะสัมพันธ์กับสัดส่วนในตัวเร่งอย่างไร [3,4]

ในปี 1986 Kagan และคณะรายงานว่า ความสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบของตัวเร่งกับการเลือกสร้างผลิตภัณฑ์ไม่จำเป็นต้องเป็นเส้นตรง จึงเรียกว่าผลแบบไม่เป็นเชิงเส้น (non-linear effects) ในบางระบบผลนี้ช่วยขยายความเกินดุลของอิแนนทิโอเมอร์ในผลิตภัณฑ์ ความเข้าใจเรื่องนี้ช่วยให้นักเคมีศึกษากลไกและออกแบบปฏิกิริยาได้ดีขึ้น ภาพที่ 3 ขั้นที่ 1–3 แสดงแบบจำลองอธิบายกรณีหนึ่ง ซึ่งตัวเร่งแบบคู่เหมือนและคู่ต่างทำงานได้ไม่เท่ากัน ไม่ใช่กลไกที่ต้องเกิดในทุกปฏิกิริยา [3,4]

เปิดภาพต้นฉบับขนาดเต็ม

Soai: เมื่อผลิตภัณฑ์ช่วยเร่งการสร้างตัวมันเอง

Soai และคณะก้าวต่อไปด้วยการเร่งปฏิกิริยาด้วยตัวเองแบบอสมมาตร (asymmetric autocatalysis) กล่าวคือ ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นมีส่วนสร้างตัวเร่ง ซึ่งช่วยให้ปฏิกิริยาผลิตสารชนิดเดียวกันเพิ่มขึ้น พร้อมกับเลือกสร้างอิแนนทิโอเมอร์รูปแบบหนึ่งมากกว่าอีกแบบ [5]

งานที่ตีพิมพ์ใน Nature ปี 1995 แสดงให้เห็นว่า ในระบบปฏิกิริยาของสารกลุ่ม 5-pyrimidyl alkanol ความเกินดุลเริ่มต้นเพียงเล็กน้อยของอิแนนทิโอเมอร์สามารถถูกขยายให้มากขึ้นระหว่างปฏิกิริยาได้ จุดสำคัญจึงมีทั้ง “การเพิ่มปริมาณสาร” และ “การเพิ่มความเอนเอียงไปทางภาพสะท้อนรูปแบบเดียว” ไม่ใช่เพียงการสร้างสารเพิ่มขึ้นโดยคงสัดส่วนเดิม [5]

ปี 2003 Soai และคณะรายงานการได้ผลิตภัณฑ์ที่มีอิแนนทิโอเมอร์รูปแบบ S หรือ R เกินดุล โดยไม่เติมสารไครัล ภายใต้เงื่อนไขการทดลองและการเร่งปฏิกิริยาด้วยตัวเองต่อเนื่อง [6] อีกงานในปีเดียวกันแสดงการขยายความเกินดุลเริ่มต้นที่เตรียมไว้ราว 0.00005% ee ให้เป็นมากกว่า 99.5% ee หลังทำปฏิกิริยาต่อเนื่องสามรอบ [7] ภาพที่ 4 ส่วนบนอธิบายปฏิกิริยา ส่วนล่างแสดงตัวอย่างการขยายความเกินดุลนี้

ค่า enantiomeric excess (ee) บอกผลต่างของสัดส่วนอิแนนทิโอเมอร์สองรูปแบบ ตัวอย่างเพื่ออธิบายคือ ส่วนผสม 99:1 มีค่า 98% ee ดังนั้น ตัวเลขร้อยละในแถวล่างของภาพที่ 4 ต้องอ่านเป็นค่า ee ตามงานวิจัย ไม่ใช่ร้อยละของอิแนนทิโอเมอร์รูปแบบหนึ่งโดยตรง [7]

เปิดภาพต้นฉบับขนาดเต็ม

งานเหล่านี้เกี่ยวข้องกับคำถามเรื่องโฮโมไครัลลิตี (homochirality) หรือการที่องค์ประกอบชีวโมเลกุลบางกลุ่มในสิ่งมีชีวิตเลือกใช้ภาพสะท้อนรูปแบบเดียวเป็นหลัก อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยา Soai เป็นระบบที่สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการ จึงยังไม่ยืนยันว่าชีวิตบนโลกเริ่มต้นผ่านปฏิกิริยาเดียวกันนี้ [3]

ทำไมจึงสำคัญต่อการพัฒนายา?

สำหรับงานชีวการแพทย์ การควบคุมอิแนนทิโอเมอร์เกี่ยวข้องกับทั้งการสังเคราะห์สารออกฤทธิ์ การวิเคราะห์องค์ประกอบ และการศึกษาว่าสารแต่ละรูปแบบทำอะไรในร่างกาย แนวทางของ FDA เรื่องการพัฒนายาสเตอริโอไอโซเมอร์ซึ่งเผยแพร่ตั้งแต่ปี 1992 ระบุถึงความสำคัญของการทราบองค์ประกอบของสาร และการประเมินความแตกต่างด้านเภสัชวิทยา พิษวิทยา และเภสัชจลนศาสตร์ของอิแนนทิโอเมอร์ [2]

การผลิตสารรูปแบบเดียวได้จึงเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ แต่ไม่ได้รับประกันว่ายาจะปลอดภัยหรือมีประสิทธิภาพเหนือกว่าส่วนผสมของสองรูปแบบโดยอัตโนมัติ ข้อสรุปดังกล่าวต้องอาศัยข้อมูลของยาแต่ละชนิด รางวัลปีนี้ยกย่องความรู้พื้นฐานที่ช่วยให้นักเคมีเข้าใจและควบคุมการสร้างโมเลกุลได้ดีขึ้น ซึ่งเป็นหนึ่งในขั้นตอนสำคัญก่อนพัฒนาไปเป็นยาที่ใช้กับผู้ป่วย [1,2]

เรียบเรียงและตรวจสอบแหล่งข้อมูลวันที่ 18 ตุลาคม 2026

เอกสารอ้างอิง

1. Royal Swedish Academy of Sciences. The Nobel Prize in Chemistry 2026: They made chemistry choose a mirror image [Internet]. 2026 Oct 7 [cited 2026 Oct 18].
2. US Food and Drug Administration. Development of New Stereoisomeric Drugs [Internet]. 1992 May [cited 2026 Oct 18].
3. Royal Swedish Academy of Sciences. They solved chemistry’s asymmetric mystery: Popular Science Background to the Nobel Prize in Chemistry 2026 [Internet]. 2026 [cited 2026 Oct 18].
4. Puchot C, Samuel O, Duñach E, Zhao S, Agami C, Kagan HB. Nonlinear effects in asymmetric synthesis. Examples in asymmetric oxidations and aldolization reactions. J Am Chem Soc. 1986;108(9):2353–2357. doi:10.1021/ja00269a036.
5. Soai K, Shibata T, Morioka H, Choji K. Asymmetric autocatalysis and amplification of enantiomeric excess of a chiral molecule. Nature. 1995;378:767–768. doi:10.1038/378767a0.
6. Soai K, Sato I, Shibata T, Komiya S, Hayashi M, Matsueda Y, et al. Asymmetric synthesis of pyrimidyl alkanol without adding chiral substances by the addition of diisopropylzinc to pyrimidine-5-carbaldehyde in conjunction with asymmetric autocatalysis. Tetrahedron Asymmetry. 2003;14(2):185–188. doi:10.1016/S0957-4166(02)00791-7.
7. Sato I, Urabe H, Ishiguro S, Shibata T, Soai K. Amplification of chirality from extremely low to greater than 99.5% ee by asymmetric autocatalysis. Angew Chem Int Ed. 2003;42(3):315–317. doi:10.1002/anie.200390105.