[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

白リンを超分子ケージに閉じ込めて安定化!

white_phosphorus_3.gif

White Phosphorus Is Air-Stable Within a Self-Assembled Tetrahedral Capsule
Mal, P.; Breiner, B.; Rissanen, K.; Nitschke, J. R. Science 2009, 324, 1697. DOI: 10.1126/science.1175313

英ケンブリッジ大学・Jonathan Nitschkeらによる報告です。

自己組織化によって合成される超分子ケージ(カプセル)化合物は、現在世界中で活発に研究されています。 ケージ内部は、その外部とは異なる環境にあるのが通例で、例えば極めて反応性の高い不安定化学種でも、ケージ内部では安定に存在しうることなどが、多数示されています。

今回紹介するScience誌の報告は、超分子ケージ内に高反応性物質・白リンを閉じ込め安定化させた、という内容です。

白リン(white phosphorus)は、P4の化学式をもつ正四面体状分子です(冒頭図)。

酸素との反応性が極めて高く、60度で自然発火することが知られています。それゆえ、通常は水中で保存します。その危険度は、下の動画を見れば一目瞭然ですね。

 

 

こういう高い反応性を持つがゆえ、白リン弾は軍事兵器としても使われています。”white phosphorus”で画像検索をすれば、被害にあった人達の無残な写真が沢山出てきて、効果のほどはすぐに理解できるのですが・・・どれも結構なグロ画像なので、閲覧はあまりお勧めしません。

 

話がだいぶ逸れてしまいましたが、本論に戻りましょう。

今回の研究でNitschkeらは、独自に開発した超分子ケージを用いています。
以下に示す成分を混ぜて水中で加熱すれば、正四面体状の鉄錯体超分子ケージが組み上がります。ケージ内部は疎水的環境にあることが示されています[1]。

 

white_phosphorus_1.gif

 

このケージと白リン(=疎水性物質)を共存させれば、白リンがケージ内に取り込まれた化合物が高収率で得られてきます。

 

white_phosphorus_2.gif

一旦ケージに取り込まれた白リンは、大気中に4ヶ月放置しても変化がなかったそうです。ケージには大きな開口部があり、酸素と接触することは十分可能なようです。にも関わらずこれほどまでに安定化されるというのは興味深い事実といえます。論文では、酸化における合理的遷移状態がケージの大きさを超えてしまうために反応しないのでは、と考察されていました。

この分子にベンゼン(orシクロヘキサン)を加えると、白リンが有機層に抽出されてきます。一旦抽出されると容易に酸化されることは、NMR実験からも確認されています。しかしn-ヘプタンのような大きな溶媒分子を用いても、白リンは抽出されません。ケージ内でのゲスト交換(溶媒浸入)過程が上手く進むことも重要なようです。

科学的に面白い事実であるのは勿論ですが、「高反応性の危険な試薬を安全に運搬・使用可能にする」「毒劇物を吸着させて簡便に処理する」ためのジェネラルコンセプトとして捉えれば、応用観点からも意義深い研究成果と言えそうです。

この成果がそのままに実用化されるかどうかはともかく、こういった知見の蓄積が、巡り巡って便利な生活につながってくるわけですね。化学の限りない可能性を見た思いがします。

  • 関連論文
[1] Mal, P.; Schultz, D.; Beyeh, K.; Rissanen, K.; Nitschke, J. R. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 8297. doi: 10.1002/anie.200803066

 

  • 関連リンク

リン – Wikipedia

White Phosphorus Tamed (Chemistry World)

Nitschke Group

White Phosphorous Can Be Safely Handled And Transported With New Technique (Science Daily)

The following two tabs change content below.
cosine

cosine

博士(薬学)。Chem-Station副代表。現在国立大学教員として勤務中。専門は有機合成化学、主に触媒開発研究。 関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。 素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

関連記事

  1. シリコンバレーへようこそ! ~JBCシリコンバレーバイオ合宿~
  2. ノルゾアンタミンの全合成
  3. 触媒量の金属錯体でリビング開環メタセシス重合を操る
  4. 水から電子を取り出す実力派触媒の登場!
  5. 「大津会議」参加体験レポート
  6. 岸義人先生来学
  7. 周期表の形はこれでいいのか? –その 1: H と He の位置…
  8. 地域の光る化学企業たち-1

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 第10回次世代を担う有機化学シンポジウムに参加してきました
  2. Handbook of Reagents for Organic Synthesis: Reagents for Heteroarene Functionalization
  3. タングステン酸光触媒 Tungstate Photocatalyst
  4. 【読者特典】第92回日本化学会付設展示会を楽しもう!PartII
  5. 透明金属が拓く驚異の世界 不可能に挑むナノテクノロジーの錬金術
  6. スティーヴンス転位 Stevens Rearrangement
  7. ボルテゾミブ (bortezomib)
  8. パッセリーニ反応 Passerini Reaction
  9. エリック・ジェイコブセン Eric N. Jacobsen
  10. リン–リン単結合を有する化合物のアルケンに対する1,2-付加反応

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

電気化学的HFIPエーテル形成を経る脱水素クロスカップリング反応

第151回のスポットライトリサーチは、東京農工大学農学府・千葉一裕研究室の今田泰史 (いまだ やすし…

「銅触媒を用いた不斉ヒドロアミノ化反応の開発」-MIT Buchwald研より

「ケムステ海外研究記」の第25回目は、マサチューセッツ工科大学 (MIT)博士課程で研究をされている…

2,2,2-トリクロロエトキシカルボニル保護基 Troc Protecting Group

概要2,2,2-トリクロロエトキシカルボニル(2,2,2-trichloroethoxycarb…

二重可変領域抗体 Dual Variable Domain Immunoglobulin

抗体医薬はリウマチやガンなどの難治性疾患治療に有効であり、現在までに活発に開発が進められてきた。…

サイエンスイングリッシュキャンプin東京工科大学

産業のグローバル化が進み、エンジニアにも国際的なセンスや語学力が求められているなか、東京工科大学(東…

特定の場所の遺伝子を活性化できる新しい分子の開発

ついにスポットライトリサーチも150回。第150回目は理化学研究所 博士研究員の谷口 純一 (たにぐ…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP