포도당과 과당 등의 당은 사람을 포함한 모든 생명의 활동을 지원하는 물질로서, 또한 화학품 등의 바이오 생산 기술에 있어서의 기질로서도 매우 중요하다.그러나, 종래의 일반적인 당의 생산 공정은, 물과 CO2를 원료로 하여 광합성을 행하는, 즉 많은 물과 영양염(인, 질소 등) 및 대면적의 토지를 필요로 하는 농업에 의해 만들어지고 있어, 최근 식량 수요의 증가와 바이오매스 이용 기술의 확대에 따라 그 공급의 지속 가능성에 대한 우려가 있다.

　한편, 당의 화학 합성에 대해서는, 염기성 조건 하에서 포름알데히드로부터 단당을 생성하는 「포르모스 반응」이 관심을 모은 시기도 있었지만, 부반응 등의 문제로 당의 수율의 향상이 원리 적으로 전망할 수 없는 것이었다고 한다.

　이러한 가운데 본 연구 그룹은 부반응을 억제할 수 있는 중성 조건 하에서 호르모스 반응을 진행시키는 방법을 탐색하고, 텅스텐산나트륨이나 몰리브덴산나트륨 등의 「금속옥소산염」이 중성 조건하 에서 당의 생성 촉매로서 기능하는 것을 발견하였다.금속 옥소산염을 촉매 재료로 한 중성 조건 하에서의 촉매 공정에서는, 부반응의 억제를 통하여 당의 생성 효율이 크게 향상되고, 또한 광합성에 비해 적어도 수백배로 빠르고, 물 이나 영양염도 거의 필요로 하지 않는다.

　또한, 화학 합성 당은 자연계에 존재하지 않음에도 불구하고 미생물에 의해 먹는 것, 즉 생물의 식당과 동시에 바이오 생산의 원료로도 이용 가능하다는 것을 나타내었다.

　미래에는 본 기술을 바탕으로 생물이 이용 가능한 당을 “언제 어디서나 고속으로” 얻을 수 있는 미래 사회의 도래가 기대되어 바이오 생산 기술의 한층 확대에 기여할 것으로 생각 된다.

논문 정보:【Chemical Science】Construction of an autocatalytic reaction cycle in neutral medium for synthesis of life-sustaining sugars