工学研究科 > 応用化学専攻 > 分子創成化学講座

反応分子化学領域

本研究室では、一酸化炭素などの小分子から石油・石炭由来の巨大分子まで、様々な有機分子を対象に、その高度利用を図るための反応を設計し、工業的利用につながる基盤的研究を行っています。具体的には、(1)医薬品中間体やパイ共役系機能性材料などの有機ファインケミカルズの合成、ならびに(2)有機分子機能化を可能とする高性能触媒の開発を行っています。

分子設計化学領域

新しい有機合成反応の開発を目指しています。特に有機金属錯体触媒を用いた新触媒反応の設計・開発を中心に研究を行っています。一例として、長年の課題であった炭素-水素結合切断を利用した有機合成反応の開発に成功しました。私たちの発見の後に、世界中の多くの研究者が追随研究を行っております。さらに炭素-酸素結合や炭素-ケイ素など他の不活性結合切断へと展開し、機能性物質の効率合成が達成できました。

分子相関化学領域

有機合成と分子間相互作用を巧みに組み合わせて、人と環境にやさしく、かつ環境保全や医療に役立つ高機能材料の開発を行っています。現在、(i)水や油の中に混入した有害物質を効率よく除去できる分子認識材料の開発、(ⅱ)低分子から高分子まで様々な分子の自己組織化能を利用したマイクロ及びナノ構造体の開発と利用、(ⅲ)弱い相互作用による分子認識を利用したキラル光反応の制御、(iv)光エネルギーを高効率に利用可能な超分子マテリアルの開発と応用、に取り組んでいます。

有機工業化学領域

特任研究員 KANG Dong-hee

有機工業化学領域では、実用化を視野に入れた分子設計により高機能の新規材料を作製し、創薬や再生医療に役立つ三次元生体組織モデルの構築を目指しています。私たちの生体組織には、細胞と細胞の間に細胞外マトリックス(ECM)と呼ばれる糖タンパク質が存在し、細胞表面の微小環境を制御することで細胞の機能を調節しています。このECMの働きにインスパイアされた新規高分子材料を創製し、細胞表面の微小環境を制御することで、より生体に近い構造と機能を有する三次元組織体の構築が期待されます。

精密資源化学領域

簡単な分子から、高度に機能化された化合物を合成することが精密有機合成化学の基本です。精密資源化学領域では、資源的にも豊富な典型金属の特性を生かして、従来の手法では達成できない立体および官能基選択性などを有する反応の開発を行なっています。 得られた成果は、機能性分子の合成、環境負荷低減プロセスの構築、生命工学への応用といった領域に貢献します。また、研究途上で得られた予期せぬ現象を迅速に新テーマとして設定し進めていく柔軟性を常に意識して研究を進めています。

触媒合成化学領域

太陽光エネルギーを利用して、水素やアルコール等の貯蔵可能なクリーン燃料を作り出す。“人工光合成”と呼ばれるこれらの反応は、実用化されれば世界のエネルギー問題が一気に解決する可能性のある究極のエネルギー製造技術と考えられています。当研究室では、生体機能の中心的な役割を果たしている“金属錯体”に注目し、人工光合成を実現するための基盤づくりに取り組んでいます。

有機金属化学領域

特任准教授 Fruit Corinne Chantal

遷移金属錯体分子は種々の分子変換反応の触媒として作用し、複数の分子から新たな分子を一挙に構築することが可能です。しかし、多数の触媒反応が開発されてきたものの、その中身(機構)の大部分はブラックボックスに入ったままでした。生越研究室では主にニッケルやパラジウムを用いた触媒反応を開発するのみならず、錯体化学の手法を駆使することにより触媒系の深部にまで光を照らすことをモットーとし、反応中間体の実証とこれを鍵とする新規触媒系の構築にも取り組んでいます。

機能有機化学領域

有機化学を基盤として、新反応・新分子・新機能をキーワードに多彩な研究を展開しています。反応開発においては、既存の手法とは反応機構や結合の変換形式が根本的に異なる分子変換の創出を目指しています。特異な構造を持つ分子の設計・合成及び機能開拓に関する研究も行っています。例えば、1)「強い」化学結合の切断を可能にする触媒開発、2)ヘテロ原子-金属種の特異な反応性を活用した新奇反応開発、3)湾曲構造を持つπ共役電子系の設計と合成、などに成功してきました。

ケミカルバイオロジー領域

私たちは、生体分子や反応を生体が生きたままの状態で可視化することを目的として、化学原理に基づき設計した分子である「化学プローブ」の開発に取り組んでいます。化学プローブには、蛍光や磁気シグナルを発するスイッチ機能を組み込んでおり、そのシグナルを検出することで生体分子や生体反応を検出することが可能となります。現在、遺伝子発現や免疫現象に加え、骨粗鬆症や糖尿病に関わる生命現象を可視化する化学プローブの開発を行っております。

生命機能化学領域

分子レベルにおける酵素触媒作用の解明と応用を目指して研究を行っています。主に,非ヘム金属酵素活性中心や新規な有機補欠分子属の酸化還元機能に着目し、モデル化学的研究を展開しています。さらに,得られた成果を基にして,新しい酸化還元触媒の開発や実際のタンパク質(酵素)を用いた研究にも発展させ,新しい「生命機能化学」の確立を目指しています。

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