나고야대학의 연구그룹은 유기반응의 비대칭 촉매로서 U자형 초분자 착체를 이용하여 지금까지 합성이 곤란했던 원하는 물질을 고선택적이고 고수율로 얻는 데 성공했다.
촉매는 화학 반응을 촉진하며, 그 자체는 변하지 않는 물질이다.생체 내에서는 효소가 촉매의 작용을 담당하고 있고, 촉매 활성 부위 근처에 있는 「열쇠 구멍」이라고 불리는 공동이, 특정의 원료 화합물(기질)을 선택적으로 취입(기질 선택성), 특정한 화학 반응 를 촉진함으로써 (반응 선택성), 목적하는 생성물을 얻고 있다.
한편, 종래의 화학 촉매(인공효소)는 비교적 단순한 형상으로, 효소와 같은 정교한 열쇠 구멍을 가지지 않기 때문에, 기질 선택성이나 반응 선택성 등의 기능이 없다.화학 합성에서 원하는 물질만을 선택적으로 합성하는 것은 용이하지 않으며, 많은 경우에 다양한 반응이 동시에 일어나 혼합물이 생성된다.
이 문제에 대해, 본 연구 그룹은, 미리 분자 설계한 산과 염기를 혼합하는 간단한 조작으로 U자형의 「테일러 메이드」초분자 촉매를 조제했다.이 착물을 다양한 반응으로 촉매로서 시험한 바, 원하는 생성물을 고수율로 얻을 수 있었다.
초분자 촉매의 열쇠 구멍의 크기를 계산으로 추정한 바, 기질의 배위로부터 생성물의 배출에 이르는 과정에서 열쇠 구멍의 형태가 좁아지거나 열리거나 하면 편리하게 변화하는 것을 알 수 있었다.이 구조 유연성은 효소의 "유도적 적합"(효소의 열쇠 구멍이 화학 반응을 촉매하는 데 편리하게 변화하는 현상)과 동일하며 촉매가 U 자형이고 적당하지 않은 유연함을 가지고 있습니다. 그러므로 발현되었다고 생각된다고 한다.
효소에 필적하는 다중 선택성을 인공 촉매로 처음 달성한 본 성과는 유기 반응을 자유자재로 조종하는 촉매 설계법의 확립을 향한 큰 전진이라고 할 수 있다.
