金沢大,光触媒を利用し高反応性アルキンを生成

金沢大学の研究グループは,可視光を吸収する光触媒を利用した高反応性アルキンの生成方法の開発に成功した(ニュースリリース)。

安定な前駆体の光分解により特定の化学物質を生成する手法は,不安定な化学物質の用時調整ができること,光照射の位置・時間で化学物質の生成場所・タイミングを制御できること,波長の制御により選択的な化学反応が可能なことなどから,特に医薬品や高分子材料の合成,生体分子の化学修飾を通じた生命現象の解明に汎用されている。

アルキンはさまざまな化学反応に利用され,その中でも高い反応性を持つシクロオクチンやイナミンは,比較的反応性の低い反応剤とも迅速に反応するため化学反応を行なうのに有用な一方で,安定性が低く,望まないタイミングで分解し得るため反応の制御が難しい。

これまでシクロプロペノンの紫外光の光分解により高反応性アルキンを生成する方法が開発されてきたが,この手法は紫外光で分解を受けやすいタンパク質等への適用において望まない分解反応が起こる懸念があった。また,より長波長の光を用いる二光子励起を利用する手法も報告されているが,適用可能な化学構造に制限があること,高価なレーザー装置を必要とすることなどの欠点があった。

研究グループは,可視光を吸収する光触媒を共存させることにより,シクロプロペノン構造を持つ前駆体から可視光条件でシクロオクチンやイナミンを発生させ,それらをアルキンアジドクリック反応(アルキンとアジドが反応してトリアゾールを形成する反応)および脱水縮合反応(2つの分子が水の脱離を伴いながら共有結合を形成する反応)に用いる技術を世界で初めて開発した。

従来法に比べると,紫外光で分解されてしまう化合物の共存下で反応が行なえること,市販の蛍光灯と安価な光触媒を用いる簡便な条件で反応が行なえること,二光子励起が困難なシクロプロペノンに関しても理論上応用可能であることなどの利点を持つという。

研究グループは今後,紫外光を照射すると分解されてしまうタンパク質の化学修飾,他の高反応性アルキンの発生・利用などに用いられることにより,創薬分野や工業分野の発展につながることが期待できるとしている。

その他関連ニュース

  • 東京科学大,固体光触媒によるCO2還元の効率10倍に 2024年12月06日
  • 産総研,高性能を維持できる光触媒のシート化に成功 2024年11月05日
  • TDK,可視光フルカラーレーザー制御デバイスを開発 2024年10月09日
  • 千葉大,目的生成物を自在に選べる光触媒を発見
    千葉大,目的生成物を自在に選べる光触媒を発見 2024年10月07日
  • 東北大ら,水分解光触媒の水素生成面に助触媒を担持
    東北大ら,水分解光触媒の水素生成面に助触媒を担持 2024年10月07日
  • 農工大,分子性酸化チタンで従来を凌駕する水素生成 2024年09月05日
  • 名大ら,青色光で高い反応性を示す分子性光触媒開発
    名大ら,青色光で高い反応性を示す分子性光触媒開発 2024年09月03日
  • 岐阜薬科大,可視光で制御可能なケージド化合物開発 2024年08月22日