科学の言葉:触媒

2011-08-29 :  理科部 部活
化学、東大、医薬品
一昨日、昨日と、
「e-radio」「FM青森」「薬事法」「化学」が次々に陥落、と書いた。
でも、
一昨日は「薬事法」が、昨日は「化学」が、
そして、本日は「FM青森」が、戻ったのかナ?
ここのところ、ハラハラドキドキです。


さて、本題。
読売新聞(朝刊)では、
毎週日曜日に、「学ぼう」ページがあって、
「なっとく 科学の言葉」欄がある。

昨日(2011年8月28日)のテーマは、「触媒」でした。

   物質が化学反応を起こして別の物質に変化するとき、
  その変化速度を速める第3の物質が触媒だ。
  東京大学の中村栄一教授は最近、
  金属が触媒として働く様子を
  原子レベルで見ることに初めて成功した。
  ・・・・・
   プラスチックや医薬品などの高品質な工業製品を
  効率的に生産するのに触媒は欠かせない。
  燃料電池の電極や、車の排ガスをきれいにするのにも
  使われている。
   触媒の働きをする元素としてはとくに金属が重要で、
  多くの触媒が金属を含んでいる。
   中村さんは、60個の炭素原子でできた球状分子に
  1個の鉄原子と10個の炭素原子をくっつけ、それを
  カーボンナノチューブという炭素の小さな筒に閉じこめて
  電子顕微鏡で観察。
  鉄が炭素と炭素を結びつける反応を仲介し、
  球状分子が10個の炭素原子を取り込んで一回り大きい
  炭素70個のものに変化する様子をとらえた。
  ・・・・・
ラジオは、FM青森、e-radio。

そこで、調べてみました。

先ずは、教授のプロフィール(?)
(終了した)プロジェクト:
ERATO中村活性炭素クラスタープロジェクト
から、
  ・ERATO中村活性炭素クラスタープロジェクト 研究総括
  ・東京大学大学院理学系研究科 教授
   生年月日 昭和26年2月24日
  学歴
  昭和44年3月  東京教育大学付属駒場高等学校卒業
  昭和48年3月  東京工業大学理学部化学科卒業(向山光昭教授)
  昭和53年3月  東京工業大学理工学研究科化学専攻博士課程卒業(理学博士,桑嶋功助教授)


次は、(医学系?)
世界初、フラーレンによる動物への遺伝子導入に成功
~低毒性で高機能な遺伝子導入法の開発の端緒に~

  フラーレンの医療応用を射程圏内に捉えた研究成果を、
  東京大学医学部附属病院 血液浄化療法部 准教授 野入 英世と
  東京大学 大学院理学系研究科 化学専攻 教授 中村 栄一らの
  共同研究チームが発表します。
  フラーレンを用いた生体への遺伝子導入)の報告は世界初です。
   このチームは、通常のフラーレン(C60)に4つのアミノ基を持たせた
  水溶性フラーレン)(TPFE)を合成し、糖尿病治療効果のある
  インスリン遺伝子を持つDNAと結合させて動物の体内に導入した後に、
  その遺伝子が発現することで血中インスリン濃度が上がり、
  血糖が下がることを世界で初めて示しました。
  これまでの遺伝子導入法では、ウィルスや脂質類似物質が用いられてきましたが、
  安定性や安全性を初めとした種々の問題点が克服できず、
  実用段階には到達していません。TPFEは低毒性で、
  尚かつ安価に大量合成できることから、本研究の発展による新たな
  遺伝子導入法の展開が期待されます。
   なお本研究は、JST 戦略的創造研究推進事業 ERATO型研究
  「中村活性炭素クラスタープロジェクト」(研究総括:中村 栄一)の
  一環として行われました。
阪神の注目選手は小嶋達也と福原忍! 大好きなのは、甲斐田ゆき、矢作紗友里。

そして、本命。
日経プレスリリース:
東大、一つの金属原子(鉄原子)が化学反応を触媒する様子を電子顕微鏡で動画撮影
- C60が炭素原子を取り込み、C70様の骨格へ成長 -

  <発表者>
   中村 栄一(東京大学大学院理学系研究科 化学専攻 教授)

  <発表概要>
    金属元素を駆使した触媒的有機合成反応は、学術的にも工業的にも
   極めて重要な人類の持てる技である。昨年のノーベル賞に輝いた
   パラジウム触媒反応は記憶に新しい。
   世界中の研究者が精力的に研究を進めた結果、今ではコンピューター上で
   金属原子のひとつひとつが有機分子の周りを動き回って化学反応を
   触媒する様子までが議論されている。
   しかし、それを実際に目で確かめた人はいなかった。
   今回、1つの鉄原子が炭素-炭素結合を組み替える触媒となって、
   フラーレンC60(サッカーボール)が、その周りの有機分子との反応により、
   一回りサイズの大きなC70フラーレン(フットボール)様の物質へと
   成長する様子を電子顕微鏡で動画撮影することに成功した。
   鉄触媒による炭素-炭素結合組換え反応は、Fischer-Tropsch反応
  (石炭からガソリンを合成する反応)やカーボンナノチューブ、
   グラフェンなどの合成法として重要なばかりでなく、パラジウムなどの
   貴金属を置き換える触媒として、「元素戦略」的にも重要である。
   今回報告する研究手法は、今後の触媒反応、ナノ炭素化合物、燃料電池の研究など、
   広汎な分野の研究を加速するものと期待される。

  <発表内容>
    東京大学大学院理学系研究科化学専攻の中村栄一教授と産業技術総合研究所の
   越野雅至研究員、東京大学大学院理学系研究科光電変換化学講座(社会連携講座)の
   松尾豊特任教授らの研究グループは、1原子の鉄原子と10の炭素原子
  (5つのメチル基と1つのシクロペンタジエニル基)を分子表面に持つ
  [60]フラーレン化合物「バッキーフェロセン(Fe[C60(CH3)]5(C5H5))」が、
   分子内の1つの鉄原子の触媒作用により、まわりの炭素原子を取り込み、
  [70]フラーレンに類似した構造を持つより大きなフラーレン骨格に
   構造変化する様子を、高分解能電子顕微鏡で時々刻々と観察することに成功した。
  ・・・・・
   今回の研究では、Fischer-Tropsch反応やナノチューブ・グラフェン
   合成の触媒として広く知られている8族元素、鉄およびルテニウム原子によって引き
   起こされる炭素-炭素結合組換え反応が、金属触媒のない状態でのフラーレンや有機
   フラーレンの反応、さらには(触媒作用のない)カリウムやランタノイド金属の存在
   下でのフラーレンの反応に比べて、はるかに早いことを実証した。
  ・・・・・
  「バッキーフェロセン」分子を格納するのにぴったりの太さのカーボンナノチューブに
   沢山詰め込んで隙間をなくすことで、分子に結合している鉄原子や炭素原子が他の
   場所に移動できないようにしたことがポイントである。 
   この条件下で、「バッキーフェロセン」は速やかに分解して、C60(サッカーボール)
   からC70(フットボール)様の分子へと成長した。
   すなわち、「バッキーフェロセン」の上に結合していた5つのメチル基(CH3)や
   シクロペンタジエニル基(C5H5)を原料にして炭素-炭素結合組換えが起きて、
   分子が成長したのである。
  ・・・・・

これですね。(教授は「化学」系でした。)
             
発表日 : 2011/08/23
とありました。(先週ですね)

と云うことで、今日の 化学部活動 は終了。   

オ ソ マ ツ で し た。   <(_ _)>


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