千葉大学の新技術が医薬品開発を加速する革新の触媒法を開発

千葉大学の革新技術が変える医薬品開発の未来

千葉大学国際高等研究基幹の原田真至准教授と、大学院薬学研究院の根本哲宏教授が率いる研究チームは、化学分野で画期的な成果をあげました。その研究は、1つの金属触媒が異なる2つの化学反応を同時に進行できる新しい技術「酸化還元適応型オートタンデム触媒法」の開発です。この技術は、医薬品の合成を効率化し、環境への負担を軽減する可能性を秘めています。

1. 新技術の背景

私たちが日常的に使用する薬や材料の多くは、複数の化学反応を経て作られています。しかし、従来の化学反応法では、一度に1つの反応しか起こせず、反応ごとに試薬の追加や有機溶媒の変更が求められます。これにより、時間とコストがかかり、多くの廃棄物が生じるという問題が常にありました。

そのため、様々な反応を連鎖的に実現する手法の必要性が高まっていました。従来は、完全に異なる反応を組み合わせることが困難で、実現には高い技術的ハードルが存在していました。

2. 触媒技術の詳細

研究チームは、レアアースである「セリウム」の特性に着目しました。セリウムは異なる状態に変化しやすく、その特性が異なる反応を連鎖させる鍵であると判断しました。その結果、チームはセリウムの2つの状態から異なる触媒機能を引き出し、それぞれの反応を精密に制御することに成功しました。

具体的には、最初の段階で五角形の構造を持つ中間体を合成し、次にその中間体に酸素を取り込む反応を施して目標物質を生成します。この方法によって、医薬品合成に関連する「α-ヒドロキシシクロペンテノン」と呼ばれる物質を最大99%という高い収率で合成することが可能になりました。これにより、1つの触媒が外的操作を必要とせずに役割を切り替えられることが示されたのです。

また、この技術は危険な試薬を使用せず、一般的な実験器具で実施できるため、特別な装置を必要とせず、導入が容易です。