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工学的応用における小分子キラリティーの付加価値: Nature Rev. Chem. 2017-6/7月号

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引き続き、Nature系唯一の化学の総説誌「Nature Reviews Chemistry」を紹介しています(過去の記事は記事下部参照)。

第4回目となる今回は2017年6月号7月号から、一部をピックアップして紹介します(一部の日本語タイトルはNature Reviews Chemistry日本語サイトから)。

工学的応用における小分子キラリティーの付加価値

キラリティーは大学学部1年生で習う重要な概念であり、いわゆる分子の「右手と左手の関係」「鏡像の関係」のことをいいます。

有機化合物においてキラリティーの創出、つまり不斉合成反応により多くの人工キラル化合物を簡単に供給できるようになりました。これらキラル化合物は主に、生体に関連する化合物、例えば医薬品の基本構造体などとして使われます。なぜなら、私達自身がキラリティーをもった分子集合体であり、体内に取り込むことによってキラリティーを高度に認識することができるからです。

一方で、工学的な応用においては、私達自身が直接影響を受けることがないため、キラリティーの付加価値は一般的には低くなります。代表的で身近な製品としてはキラル化合物を分離する「キラルカラムクロマトグラフィー」が挙げられます。本総説では、キラリティーの工学的な応用について有効であった例を紹介しています。

網羅的に紹介しているわけではなく、こんな用途にも使えますよといった導入的な記事です。なんせ、はじめは「キラルってなに?」「様々なキラルのかたち」というところから説明が始まっています。

工学的利用が考えられるキラル化合物例(出典:Nat. Rev. Chem. 2017, 1, 0045.)

 

また、基礎研究段階にある研究も含めて紹介。例えば、2016年のノーベル化学賞「分子マシン」に関連する研究で受賞者のBen Feringaの「パラジウム錯体の酸化還元反応を利用した分子モーター」も。話はそれますが、ケムステでこの研究をノーベル賞化学賞の発表前日に紹介し、なんと次の日ノーベル化学賞を受賞したので、アクセス数が急増しました。

パラジウム錯体の酸化還元反応を利用した分子モーター (Nat. Rev. Chem. 2017, 1, 0045.)

 

いずれにしても総説といえど11ページしかないので比較的簡単に読める内容です。自分の工学的な研究にキラリティーを導入したいという方におすすめです。

“The added value of small-molecule chirality in technological applications”

Brandt, J. R.; Salerno, F.; Fuchter, M. J. Nat. Rev. Chem. 2017, 1, 0045. DOI: 10.1038/s41570-017-0045

新材料生成のための廃プラスチックのケミカルリサイクル

プラスチックの有用性はもう改めていうまでもなく、衣類や自動車分野から医療機器やエレクトロニクスの製造に至るまでのすべての分野で活躍しています。それに伴い、それらの廃棄物の量も増え続け、現在では約1億5000万トンの廃棄物が年間発生しているといわれています。そのため、プラスチックの”リサイクル”技術はますます重要性を増しています。

純粋なプラスチック(ポリマー)の生産価格は、原油の価格に影響を受け変動します。一方でプラスチックのリサイクルの価格はあまり変動は受けません。

最近の主要プラスチックと原油の価格(出典:Nat. Rev. Chem.2017, 1, 0046)

 

本記事では、最先端のリサイクル技術の中でもケミカルリサイクル、つまり廃プラスチックを化学的に分解するなどして化学原料に再生する方法について述べています。様々な新反応によりプラスチックを分解する手法が紹介されており、単分子の反応開発の技術が、触媒開発がプラスチックの効率的な分解方法に役立つかもしれません。

“Chemical recycling of waste plastics for new materials production”

Rahimi, A.; García, J. M. Nat. Rev. Chem. 2017, 1, 0046. DOI: 10.1038/s41570-017-0046

遷移金属と光触媒の融合

有機化学分野で現在最も注目を集めている可視光レドックス触媒。様々な総説が知られていますが、この総説は、本分野の第一人者であるDavid W.C, MacMillan教授(プリンストン大)らによるもの。遷移金属触媒と併せ用いることによってこれまでに不可能といわれていた変換反応を温和な条件で実現しています。

遷移金属と光触媒反応の特徴(出典:Nat. Rev. Chem. 2017, 1, 0052.)

 

中身については特に述べませんが、自身の研究結果を中心にその反応のコンセプト・メカニズムを大変クリアに述べています。可視光レドックス触媒を使ってみようと思う方には必見の総説です。ちなみにケムステでも最近多くの光触媒反応関係の最新研究を紹介していますので、ぜひご覧ください。

可視光レドックス触媒反応に関するケムステ記事

“The merger of transition metal and photocatalysis”

Twilton, J.; Le, C. C.; Zhang, P.; Shaw, M. H.; Evans, R. W.; MacMillan, D. W. C. Nat. Rev. chem. 2017, 1, 0052. DOI: 10.1038/s41570-017-0052

個人購読のおすすめ

先日、私の大学でも論文購読費費用の高騰の影響か、100ほどの雑誌の購読を停止しようという提案が挙げられていました。内容的には確かにほとんどがいらない雑誌でしたが、おそらくその流れは止まらず、大学機関での購読はかなり難しい状況が進んでいます。

そういうわけで、機関購読を働きかけるのも手ですが、あまり期待できないので、気になる雑誌は個人購読をしたほうが良いと思います。前回も述べましたが,Nature Reviews Chemistryこの個人購読ならば1万円ちょっとです。ぜひ購読してみてはいかがでしょうか。

Nature Rev. Chem. に関するケムステ記事

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Chem-Station代表。早稲田大学理工学術院教授。専門は有機化学。主に有機合成化学。分子レベルでモノを自由自在につくる、最小の構造物設計の匠となるため分子設計化学を確立したいと考えている。趣味は旅行(日本は全県制覇、海外はまだ20カ国ほど)、ドライブ、そしてすべての化学情報をインターネットで発信できるポータルサイトを作ること。

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