東京大学 大学院薬学系研究科准教授の松永茂樹氏と,星薬科大学 薬学部准教授の坂田健氏らの研究グループは,安価なコバルト(Co)触媒と酢酸イオンを組み合わせることで,希少で高価なロジウム(Rh)触媒を上回る触媒性能を実現することに成功した。
医薬品合成における化学変換には,原料の狙った位置の炭素-水素結合だけを触媒の作用でうまく活性化し,一段階で化学変換する方法が有効で,優れた触媒性能を示すロジウム触媒が広く産業利用されている。しかし,ロジウムは極めて希少で最も高価な金属であるため,ロジウムの代替となりうる安価で容易に入手可能な触媒の開発が望まれていた。
研究グループは,周期表上でロジウムと同族のコバルトに着目し,ロジウムだけが持つ炭素-水素結合の化学変換の触媒性能を,安価なコバルト触媒で代替する手法を探索した。その結果,コバルトだけでは全く触媒性能がないのに対し,酢酸イオンと組み合わせることで,高い触媒性能を持つことが分かった。
理論計算によるシミュレーションから,コバルト触媒と酢酸イオンが協力して働くことで初めて高い触媒性能が実現される様子も明らかになった。また,ロジウム触媒と同様に,炭素-水素結合の化学変換の触媒性能を示すだけでなく,ロジウム触媒を用いた場合でも数段階の合成工程が必要な医薬品合成の有用分子を,原料から一段階で合成することにも成功した。
この研究で開発された触媒設計の基盤技術は,触媒コストを数十分の1以下に削減できるだけではなく,ロジウム触媒よりも少ない工程数で医薬品開発に役立つ分子を得られるので,環境負荷の低減も可能となり,幅広く創薬研究に貢献することが期待される。
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