【テクノロジー解説】分子の「パートナー交換ダンス」メタセシス:炭素どうしの二重結合を組みかえて、原子のグループが入れかわる。少ない工程、少ない廃棄物で、薬や高性能なプラスチックづくりに(2005年ノーベル化学賞)

プレ男化学反応を「ダンス」にたとえるノーベル賞があるって本当?

メル美分子がパートナーを交換するんだって。

こんにちは、Dr. Taro です。 「テクノロジー解説」、今回はメタセシスです。2005年のノーベル化学賞の発表と一般向け解説をもとにまとめました。

炭素の化合物をつくる

• 有機物は、炭素をふくむ物質です。炭素の原子は、長い鎖や輪をつくったり、水素や酸素とつながったり、二重結合をつくったりします
• 地球の生命はすべて、こうした炭素の化合物でできています。人工的につくることもでき、それを有機合成といいます

「入れかわり」の反応

• メタセシスは「入れかわる」という意味です
• 炭素どうしの二重結合が切れたりつながったりして、原子のグループが入れかわります。特別な触媒の分子が手伝います
• これは、カップルがパートナーを交換するダンスにたとえられます
  • 金属の触媒とそのパートナーが「触媒のペア」、もう一方が「アルケンのペア」
  • 2つのペアが出会うと、手をつないで輪になっておどり
  • しばらくすると手をはなし、新しいパートナーとおどりはじめます
  • 新しい「触媒のペア」は、また別のペアをつかまえて、ダンス(反応)を続けます

プレ男パートナーを交換しても、触媒はまた次のペアとおどれるのか!

3人の役割

• イヴ・ショーバン博士(フランス)は1971年、メタセシスがどう進むのか、どんな金属の化合物が触媒になるのかを、くわしく説明しました。「レシピ」がわかったのです
• リチャード・シュロック博士は1990年、メタセシスの効率のよい金属の触媒をはじめてつくりました
• ロバート・グラブス博士は、その2年後(1992年)、空気の中でも安定な、さらによい触媒を開発し、いろいろな場面で使われるようになりました

何がいい?

メタセシスは、化学工業で毎日使われていて、おもに薬や高性能なプラスチックの開発に役立っています。この方法は

• 効率がよい:反応の工程が少なく、資源も少なくてすみ、むだも少ない
• 使いやすい:空気中で安定、ふつうの温度と圧力で使える
• 環境にやさしい:害の少ない溶媒、危険な廃棄物が少ない

「つくれる分子の限界は、想像力だけになるだろう」とまで言われました。

メタセシスは、炭素どうしの二重結合を組みかえて、原子のグループを入れかえる反応です。工程が少なく、廃棄物も少ない環境にやさしい方法で、薬やプラスチックの開発に使われています。

化学のつながり

• 炭素どうしをつなぐ別の方法:クロスカップリング
• 「カチッ」とつなぐ:「カチッ」とはまる化学反応
• 第3の触媒:触媒は「金属」と「酵素」だけじゃなかった

プレ男化学の授業で、このダンスのたとえを聞きたかったな。

メル美廃棄物が少ないのも、いまの時代に大事なことだね。

まとめ

• メタセシス=「入れかわり」。炭素どうしの二重結合を組みかえ、原子のグループが入れかわる
• パートナー交換のダンスのように進み、触媒は何度も使える
• ショーバン博士(1971年、しくみ)、シュロック博士(1990年、効率のよい触媒)、グラブス博士(空気中で安定な触媒)
• 工程が少なく、使いやすく、環境にやさしい
• 薬や高性能なプラスチックの開発に毎日使われる(2005年ノーベル化学賞)

参考文献

1. The Royal Swedish Academy of Sciences. Press release: The Nobel Prize in Chemistry 2005. NobelPrize.org. https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2005/press-release/ (閲覧日:2026年10月10日)
2. NobelPrize.org. The Nobel Prize in Chemistry 2005 — Popular information. https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2005/popular-information/ (閲覧日:2026年10月10日)

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