サンティアゴ・デ・コンポステーラ大学の研究者らが、光駆動法を報告。メタンを直接「アリル化」し—より複雑な分子を構築可能なアリル基を付加—同アプローチをメタンから非ステロイド性エストロゲン・ディメストロールを生成して実証。
天然ガスは広く使われるエネルギー資源で、主にメタンからなり、エタンやプロパンなどの軽質アルカンも含む。多くが熱や電力のために燃焼され、温室効果ガスを放出する。 n nサンティアゴ・デ・コンポステーラ大学生物化学・分子材料研究センター（CiQUS）のマルティン・ファナスス主導の研究チームが、メタンや他の気体アルカンをより有用な化学中間体に変換する新手法を報告。研究はScience Advancesに掲載された。 n## メタンを反応性「取っ手」に変換 n n研究者らはC–Hアリル化に焦点を当て、アルカンにアリル基を付加する反応である。この機能性「取っ手」を加えることで、生成物が高付加価値化学物質への合成出発点となる。 n n合成有用性の実証として、チームはメタンをより複雑な化合物に変換する「テレスコープ」経路を報告し、ディメストロールを含む。これは研究者らがホルモン療法に用いられる非ステロイド性エストロゲンと記述。 n n## 超分子鉄触媒で副反応を制御 n nこの種の化学におけるメタン官能基化の主問題は、出発物質を消費し望まぬ副生成物を生む競合反応の回避。CiQUSチームによると、系はアルカンC–Hクロロ化に脆弱であった。 n nこれに対処するため、原位置形成テトラクロロ鉄酸塩種をコリジニウム（プロトン化コリジン）で安定化した超分子光触媒系を設計。「この画期的な核心は、コリジニウム陽イオンで安定化したテトラクロロ鉄酸塩アニオンに基づく触媒の設計にあり、反応媒体で生成されるラジカル種の反応性を効果的に調整する」とファナススはScienceDailyが伝えたCiQUS声明で述べた。 n n報告によると、鉄錯体周囲の水素結合ネットワークが望ましい光触媒反応性を維持しつつ競合クロロ化経路を抑制し、アリル化選択性を向上させる。 n n## 光駆動条件と広範な文脈 n n方法は鉄系光触媒とLED光を使用。研究者とCiQUSは、多くの伝統的メタン活性化経路に比べ比較的穏やかな温度・圧力で動作すると記述。 n nCiQUSによると、本研究は天然ガス成分を高付加価値化学品へ変換する欧州研究評議会（ERC）支援の広範研究の一部。同センターはガリシア州政府のCIGUS認定を持ち、Galicia FEDER 2021–2027プログラム関連資金を得ている。