今回はお二人での登場です。今回の成果は今をときめく「ナノカーボン材料」を合成する際の反応活性種である「芳香族ラジカルカチオン」に関するものです。世界中の科学者が知りたがっていた構造を視覚的にもクリアにした研究であり、インパクトは絶大です。石原研究室がこれまで基調としてきた研究内容ともがらりとカラーが変わっており、まさに「新風を吹き込んだ」取り組みとも言えるのではないでしょうか。今後この化学をどう展開されていくか、興味が尽きません。Soc.誌原著論文・プレスリリースの形で公開後に、数々のメディアで大々的に取りあげられています。教授より、お二方について以下のコメントを頂いています。特任助教として当研究室で受け入れました。海外での経験を生かし、当研究室が得意とする酸塩基複合触媒の研究領域をラジカルカチオンの化学にまで広げたことを高く評価しています。大村くんは学部4年次に研究室配属される1年ほど前から当研究室への配属を熱望し、有機化学関連の講義であれば学部を問わず受講するなど、早い段階から教員の間で有名になっていました。配属後も物凄い集中力で研究に打ち込んでおり、メキメキと力を付けてきた印象があります。実験も丁寧でデータの精度も高いことから、とても信頼しています。堀部特任助教と大村くんの二人が、高い志と意欲をもって難題に立ち向かったことで、やり遂げられた成果だと思います。この二人と共に研究できたことを誇りに思います。今回プレスリリースとなったのはどんな研究ですか?簡単にご説明ください。FeCl3の一電子酸化により生成する芳香族ラジカルカチオンの単離とFeCl3を開始剤とした環化反応を開発しました。FeCl3は、100年以上前から芳香族同士の酸化的カップリング反応などに用いられる古典的な酸化剤です。この酸化的カップリング反応では、芳香族の一電子酸化によるラジカルカチオンの生成が提唱されていますが、その不安定性から単離、同定されていませんでした。今回の研究では、FeCl3と嵩高い芳香族化合物を用いることで、安定なラジカルカチオンの生成とその生成反応機構を明らかにしました。2]環化反応)開発を行いました。既存のフォトレドックス触媒や一電子酸化剤による開発では、ほとんど用いられていない電子不足のアネトール誘導体にも適用できたことは特筆すべき点だと思います。本研究テーマについて、自分なりに工夫したところ、思い入れがあるところを教えてください。芳香族ラジカルカチオンの単離とその生成機構を明らかにしたところです。2]環化反応の発見からスタートしました。反応機構を考える上でラジカルカチオンが活性種であることが予想できたのですが、どのようなラジカルカチオンが生成しているかは過去の文献からもはっきり分かりませんでした。活性種が分からないというのは、なんとも気持ち悪かったので腰を据えてはっきりさせることにしました。後述するようにそれなりに苦労もありましたが、反応の”中身”をはっきりさせることができました。こだわって中身を明らかにできましたので、本研究成果には満足しています。安定ラジカルカチオンの単離や生成反応機構の解析など約3年と時間がかかってしまいました。辛抱強く研究を見守り暖かくアドバイスいただきました石原教授には心より御礼申し上げます。うまく測定できなかったことに加えて、苦労して得られた結果も想定していた生成機構とは一致しないものでした。得られた結果は、「芳香族化合物の濃度に対して反応速度が0次に依存」すなわち「芳香族化合物が酸化の律速段階に関与しないこと」を示していました。酸化されているものが律速段階に関与していないってどういうこと、、、と思いながら文献調査や追加実験を行い、論理的に粘り強く考察することで論文中の生成機構を提唱するに至りました。苦労した分思い入れのある生成機構となりました。芳香族ラジカルカチオンを単離するところまでは比較的スムーズだったのですが、その生成反応機構のための反応速度論解析は容易ではありませんでした。IRを用いて反応速度論解析を行いました。「ラジカルカチオンの生成がものすごく早いこと」、「低温での芳香族化合物の溶解性の悪さ」及び「FeCl3の溶解性」などの問題から一筋縄には行かないものでした。大村くんは、この困難な反応速度論解析を何度も条件検討を繰り返し、2ヶ月ほどで最適条件を見つけ出し明らかにしてくれました。IRによる検討は、温度や振動、滴下速度など、一回一回かなり神経を使うものです。この反応速度論解析が行えたのは、彼の細やかな実験技術と忍耐力による所が大きいです。彼のこの努力のおかげで、論文にあるようにMeCNの配位子としての役割と酸化段階でのMeCNの解離に気がつくことができました。IRの測定条件の最適化に想像以上に苦労しました。毎日、結果が出るたびに、堀部先生と打ち合わせをしながら進めていきました。IRの正確なデータ取得のために、振動の少なくなる深夜によく実験していました。IRの前で堀部先生と電話で打ち合わせをしていたことをよく覚えています。結果は出なくても粘り強くやり続けることの大切さがよくわかりました。引き続き中身の見える反応開発を行いながら、学生さんと楽しく研究していきたいですね。中間体や活性種(と思われる化合物)の結晶構造を見ながら、学生さんと打ち合わせするのが楽しいです。学生さんも喜んでくれている、、、と信じています。いずれにしても学生さんと楽しく研究していけたらいいなと思います。これからも自分が面白いと思える研究を続けていきたいです。今日まで研究室の環境に恵まれ、毎日楽しく研究が続けられました。した素晴らしい研究環境を整えていただいた石原教授および石原研究室のメンバーには感謝しています。将来は、自分もこうした研究環境を整えて研究を皆に楽しんでもらえるような大学教員になれたらと思っています。最後に、読者の皆さんにメッセージをお願いします。いろんなところで友人をたくさん作ってほしいです。本研究は、様々な友人の協力で達成することができました。Levinは、Toste研に滞在していた時の友人です。Wuに教えてもらいました。自分の研究に影響を与えてくれた友人をあげればきりがありません。した友人の助けで自分の研究の幅が広がっていくのを強く感じますので、みなさんにも自身の研究の幅が広がるような様々な友人を作って欲しいです。ご一読いただきありがとうございました。残りの大学生活も全力で研究に打ち込みたいと思います。最新の記事cosine博士(薬学)。専門は有機合成化学、主に触媒開発研究。関心ある学問領域は三つ。世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。素晴らしければ何でも良い。良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。2020年1月号がオンライン公開されました。(2021卒)―ぶれずに価値創造。その5Tshozoです。TweetsケムステFacebookケムステFacebookChem-Station(略称:ケムステ)はウェブに混在する化学情報を集約し、それを整理、提供する、国内最大の化学ポータルサイトです。名超の有志スタッフを擁する体制で運営しています。