[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

化学は地球を救う!

[スポンサーリンク]

Figure0701-1.jpg

 夏も近づき暑くなるにつれて、毎年のように「地球温暖化の影響」があちこちで囁かれるようになりました。実際に日本沿岸では海水面が毎年3.3 mmずつ上昇しているそうです(Wikipedia「地球温暖化」参照)。

 地球温暖化の主な原因は「温室効果ガス(greenhouse gas)」であるとされており、特にメタン(CH4)や二酸化炭素(CO2)の排出量が大きく影響することが示されています。これらの気体分子は大気中で非常に安定であり、反応性が限られる(分解されにくい)ことが問題を大きくしていると言われています。

 

以前「つぶやき」では、NHC(N-ヘテロサイクリックカルベン)を有機分子触媒として用いると、CO2を活性化できるという報告を紹介しました(「つぶやき」での紹介記事はこちら)。すなわち簡単な有機分子を用いることでCO2を無害な(むしろ有用な)メタノールへと変換する、というコンセプトでした。

 

さらに最近、この研究に関連して、地球温暖化に待ったをかける(と言ってしまうのは大袈裟かもしれませんが)、画期的な研究成果が J. Am. Chem. Soc. 誌及びAngew. Chem. Int. Ed. 誌に報告されたので紹介します。


Figure0701-2.gif

Complexation of Nitrous Oxide by Frustrated Lewis Pairs
Otten, E.; Neu, R. C.; Stephan, D. W.
J. Am. Chem. Soc. 2009, ASAP. doi:10.1021/ja904377v

Figure0701-3.gif

 

Reversible Metal-Free Carbon Dioxide Binding by Frustrated Lewis Pairs
Momming, C. M.; Otten, E.; Kehr, G.; Frohlich, R.; Grimme, S.; Stephan,D. W.; Erker, G.
Angew. Chem. Int. Ed. 2009, Early View. doi:10.1002/anie.200901636

 

いずれの研究もカナダのトロント大学のStephan, D. W. 教授らのグループが中心になっています。Stephan教授は「Frustrated Lewis Pairs(以下FLPs)」に関する化学の第一人者です。

 

 Lewis Pairsとはつまりルイス酸とルイス塩基の両方の機能を併せ持つ分子のこと。配位子としての利用や触媒能について精力的な研究がなされてきました。その結果、ルイス酸-塩基中心が同時に二つの反応基質を活性化して、触媒能を示すことも明らかとなっていました。しかしながら、これらの化合物を触媒として働かせるためには、ルイス酸とルイス塩基部位同士が相互作用してしまう、いわゆるクエンチ反応を防ぐことが課題でした。

 

Stephan教授は、「  B(ボラン)及び  P(ホスフィン)」を組み合わせた「Lewis Pairs」に着目していました。さらに前述の問題を解決するために「嵩高い置換基を導入」して、ボラン-ホスフィン間での配位を防ぎました。このようにして「Frustrate」されたFLPsは、なんと水素分子をもヘテロリティックに解裂させることができます(下図参照)。

 

 

Figure0701-4.gif

 

Reversible Metal-Free Hydrogen Activation
Welch, G. C.; Juan, R. R. S.; Masuda, J. D.; Stephan, D. W.
Sience 2006, 314, 1124. doi:10.1126/science.1134230

 また得られたFLPs-水素付加体は、C=N(イミン)やC≡N(ニトリル)を触媒的に還元することが可能です『遷移金属を用いることなく触媒的水素化反応を可能にした』という点で、グリーンケミストリーの立場からも高く評価されています。

 今回の研究成果は、これらの研究の発展型で「FLPsは温室効果ガスとして知られるCO2やN2Oをも活性化できた」というものです。これまでにも遷移金属錯体を用いてCO2やN2Oを活性化するという報告例はありました。しかしながら典型元素のみからなる中性分子が、室温下、1 bar程度の圧力の気体と反応するという例は非常に珍しいと言えます。
 
 ただし、このような分子・反応系が設計できたからと言って、温暖化解決に直結するかと言えばそう簡単な話ではないと思います。しかしながら、基礎化学的な知見の積み重ねの上に応用があるという事実はいつの時代も変わりません。数十年後か数百年後かわかりませんが、これらの成果をヒントとして生まれた技術が利用されることを期待したいものです。
 実用化に至らないまでも、基礎化学的な観点からも興味深い結果であるのは間違いありません。これほどまでにシンプルな系で、新しい概念を生み出したという点には感動すら覚えます。今後FLPsを用いてあらゆる結合の切断・分子変換が可能になれば、地球を救うことはできなくとも有機化学の可能性は確実に広がるはずです。

 

 研究においては、どのようなコンセプトを持って進めていくかという姿勢が重要であると思います。それは論文発表でも口頭発表でも、まず最初に目に(耳に)する「Introduction」に凝縮されています。賛否両論あるとは思いますが、駆け出しの研究者である筆者にとっては少々大袈裟なイントロのほうがおもしろいと感じることも少なくありません。今回紹介した論文がそうであるように、「こんなにも夢のある化合物ですよ」という前置きがあると取っ付きやすいのは間違い有りません。

 

それらを踏まえて今回のブログの記事のタイトルを決めましたが、いかがでしょうか?

大袈裟なタイトルに引き付けられた人が多少なりともいてもらえれば幸いです。

 

  • 関連論文
    [1] Rokob, T. A.; Hamza, A.; Papai, I. J. Am Chem. Soc. 2009, ASAP. doi:10.1021/ja903878z
  • 関連リンク
    Stephan Research Group(トロント大学 ステファン研究室HP)

トリプチセン

投稿者の記事一覧

博士見習い。専門は14族を中心とした有機典型元素化学。 ・既存の有機化学に新しい風を! ・サイエンスコミュニケーションの普及と科学リテラシーの構築! これらの大きな目標のため

関連記事

  1. N-オキシドの性質と創薬における活用
  2. Discorhabdin B, H, K, およびaleutia…
  3. イオン液体ーChemical Times特集より
  4. 有機化合物で情報を記録する未来は来るか
  5. 分子機械を組み合わせてアメーバ型分子ロボットを作製
  6. デスソース
  7. 高純度フッ化水素酸のあれこれまとめ その1
  8. 有機アジド(1):歴史と基本的な性質

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 分子の動きを電子顕微鏡で観察
  2. 研究助成情報サイト:コラボリー/Grants
  3. サクセナ・エヴァンス還元 Saksena-Evans Reduction
  4. ケムステスタッフ Zoom 懇親会を開催しました【後編】
  5. 有機合成化学協会誌2021年3月号:水素抽出型化学変換・環骨格一挙構築・新規アルコキシメチル基・π拡張非交互炭化水素・フローマイクロリアクター
  6. ホウ素は求電子剤?求核剤?
  7. デヴィッド・エヴァンス David A. Evans
  8. MSI.TOKYO「MULTUM-FAB」:TLC感覚でFAB-MS測定を!(1)
  9. iBooksで有機合成化学を学ぶ:The Portable Chemist’s Consultant
  10. 光レドックス触媒と有機分子触媒の協同作用

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2009年7月
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  

注目情報

最新記事

Ming Yang教授の講演を聴講してみた

bergです。この度は2024年6月19日(水)に東京工業大学 大岡山キャンパス(理学部)にて開催さ…

【6/26・27開催ウェビナー】バイオ分野の分析評価・試験~粒子径測定と吸入製剤試験の新技術~(三洋貿易株式会社)

1.ウェビナー概要2024年6月26日・27日の2日間で開催される三洋貿易ウェビ…

なんとオープンアクセス!Modern Natural Product Synthesis

(注)↑上記アマゾンでは売っていますが、実はオープンアクセスで、PDFならば完全無料ですので…

ノーベル化学賞受賞者に会いに行こう!「リンダウ・ノーベル賞受賞者会議」参加者募集中!

ドイツの保養地リンダウで毎年1週間程度の日程で開催される、リンダウ・ノーベル賞受賞者会議(Linda…

ゴードン会議に参加しました【アメリカで Ph.D. を取る: 国際学会の巻】

Gordon Research Conference (GRC, ゴードン研究会議) は、科学の様々…

ノーベル賞受賞者と語り合おう!「第16回HOPEミーティング」参加者募集!

今年もHOPEミーティング の参加者募集の時期がやって来ました。HOPEミーティングは、アジア・…

有機合成化学協会誌2024年6月号:四塩化チタン・選択的フッ素化・環境調和型反応・インデン・インダセン・環状ペプチド

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2024年6月号がオンライン公開されています。…

【6月開催】 【第二期 マツモトファインケミカル技術セミナー開催】 題目:有機金属化合物 オルガチックスを用いた架橋剤としての利用(溶剤系)

■セミナー概要当社ではチタン、ジルコニウム、アルミニウム、ケイ素等の有機金属化合物を“オルガチッ…

マテリアルズ・インフォマティクスの推進成功事例 -なぜあの企業は最短でMI推進を成功させたのか?-

開催日:2024/06/18 申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の影…

N-オキシドの性質と創薬における活用

N-オキシドは一部の天然物に含まれ、食品・医薬品などの代謝物にも見られるほか、医…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP