化学者のつぶやき -Chem-Station-

未来のノーベル化学賞候補者?(順不同):

• John F. Hartwig,Stephen L. Buchwald(有機金属触媒)

   有機金属、特にパラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウムを用いたアミンのカップリング反応をメインに研究を行っています。有名なものはBuchwald-Hartwigクロスカップリング。アリールハライド・アリールトリフラートとアミン・アルコキシド間の、パラジウム触媒によるクロスカップリング反応です。

Buchwald-Hartwigクロスカップリング 

 高価なパラジウムを使用する必要がありますが、求核置換反応では通常合成不可能なアリールアミン・アリールエーテルが直接合成できる数少ない方法論です。医薬品を始めとし、含窒素芳香族化合物の需要はきわめて高く、有用性の高い反応のひとつといえます。

　その他にもアトムエコノミーが高いヒドロアミネーションやそれらの反応の不斉触媒化など、様々な研究を行っています。それと同時に、反応のメカニズムをよく考察し、これらの反応機構をあきらかにしました。

　とても素晴らしい業績ですが正直言ってまだノーベル化学賞をとるにはインパクトが足りません。もし、鈴木章北大名誉教授や辻二郎元東工大教授、玉尾先生らがノーベル賞をとれなければ、一躍ノーベル化学賞候補者に躍り出るかもしれません。まだまだ若いのですぐにとれるといわけではなさそうですが、１０年、２０年たてば、反応が開発され、さらにこの反応をもとにしたよい反応、もしくは彼ら自身がさらなるよい研究を行うことで新しい反応を見出す可能性は大いにあります。というわけで、この２人を未来のノーベル化学賞受賞者候補としてあげておきます。

• K. B. Sharpless（クリックケミストリー）

　シャープレスはすでに2001年に「触媒的不斉酸化反応の開発」の業績により、野依良治、ウィリアム・ノールズとともにノーベル化学賞を共同受賞しています。それではなぜ今回未来のノーベル化学賞受賞者にあげたかというと、ノーベル賞を受賞した研究テーマを完全に一新して現在は今までとはまったく異なるテーマ「クリックケミストリー」のみを推進しており、それがまた化学的に面白いテーマであるからです。

　もともと世界中から優秀な反応科学者が集まっていたシャープレス研。テーマを一新したことにより、予算がとれなくなり多くの博士研究員の首が飛びました。現在行っているクリックケミストリーはカチッ(Click)と音を立てて結合するような高官能基選択性・高収率・高速反応を基盤として、様々な医薬候補化合物、バイオプローブ、マテリアル創製などを目指す化学である。アジドとアルキンを用いるHuisgen[3+2]環化がその代名詞的反応として知られています。

Huisgen[3+2]環化

 最近、この考えをもとにした多くの論文が、シャープレス研のみならず、多数の他分野の研究グループから報告されています。いまだツールとしてよくつかわれているとは言えませんが、近い将来、これをもとにした生物学的、材料化学的に必須な技術がうまれてくるかもしれません。サンガー法と呼ばれているタンパク質のアミノ酸配列を決定する方法、DNAの塩基配列の決定法を確立した化学者サンガーが2度ノーベル化学賞を獲得したように（RNAの配列決定法も確立しており、その業績から3度目もあり得るという話もある）2度ノーベル賞を取れる可能性は十分に秘めています。

• David W. C. MacMillan (有機分子触媒)

　触媒といえばなんらかの金属や金属を中心とした有機化合物が思い浮かべられるかもしれませんが、有機分子そのものを触媒とし、反応を行うことができれば、扱いや構造のチューニングが簡単であり、安定・安価・環境に優しいなどのメリットがあります。このような有機分子を利用した触媒を有機分子触媒とよび、金属触媒の有毒廃棄物の問題点を克服するためのアプローチの一つとして注目を浴びています。それ以外に金属では進行させられない反応を触媒するものすらあります。

その中心となっているのが、プリンストン大学のマクミラン教授。プロリンや、二級アミン有機分子触媒を用いる斬新な不斉合成法の開発で、世界をリードする研究グループです。安価なアミノ酸であるプロリンを使った不斉触媒分子間アルドール反応を発見したのは、スクリプス研究所のBarbas教授らですが、それを超えた勢いと数々の有機触媒を用いた新反応を開発しています。

List-Barbas アルドール反応

アメリカ化学会もかなり彼に期待しているようです。現在は触媒の反応性が低く、基質一般性に劣る、触媒の使用量が多いなどの問題点は多数ありますが、今だマクミラン教授は40歳前ということ、また触媒量を低減することができたなら、工業的に使われる可能性も秘めていることから、20年以内にはノーベル化学賞を取る可能性もあるのではないでしょうか。

様々な有機分子触媒（中央がマクミランの開発したMacMillan触媒）

• Phil S. Baran (天然物合成)

 　天然から産出される生物学的、有機合成化学的に「面白い」化合物を、いかにして人工的に合成するか。それらの研究は100年以上前より行われており、代表的な研究者にハーバード大の故ウッドワード教授、同じくハーバード大のコーリー教授があげられます。ウッドワードの再来、ポストコーリー、合成化学のライジングサンと称される、スクリプス研究所のバラン教授はいまだ30歳。すでに26歳のときから研究室を運営しており、多くの複雑な骨格を有する天然物をいとも簡単に合成しています。

　天然物合成はサイエンスでないといわれて多くの月日がたっていますが、最近になってNatureに「保護基フリーの天然物の全合成」を報告しました。これは純粋な天然物合成では稀なことであり、サイエンスとして認められる研究を行っている証拠でもあります。同じく天然物合成分野でノーベル化学候補者にも挙げられていた、スクリプス研究所のニコラウ教授、コロンビア大学のダニシェフスキー教授、オックスフォード大学のレイ教授でも成しえなかった天然物合成でのノーベル化学賞をいつの日か成し得る時があるかもしれません。

　とはいえど、正直なところ化合物の酸化段階が少なく、カスケード反応（連続的な反応）によりうまく作っているようにみえるアルカロイドを選択しているなど、今だノーベル化学賞には程遠いのが現状です。ほとんど方法論が確立されているポリケチド系の化合物や、酸化段階が高く、普通の既存の合成ではどんなに多段階かけても作れない化合物、テルペン系の化合物などもこのようにいとも簡単に作ることができたならば、21世紀のアートな天然物合成で受賞できる可能性はあるのではないでしょうか。