豊橋技術科学大学 工学部 環境・生命工学系 柴富 一孝 准教授

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薬をつくる有機化学

30分のミニ講義を聴講しよう! 有機化学:分子を精密に組み上げる匠の技

有機化合物は医薬品やプラスチックなどの原料であり、我々の生活に欠かせない物質です。有機化合物の構造を精密に制御することの重要性と、高度にデザインされた有機分子触媒を利用した、有機合成化学の最先端技術を紹介します。

先生からのメッセージ

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近未来では、AIのようなコンピュータが人間に代わって仕事をする時代が来ると言われています。ですが、「分子を組み立てて合成する技術」は、きっとAIには難しいでしょう。これまでにない手法や設計図で、より安全な化合物を生み出すことが目的だからです。それは、研究の醍醐味でもあります。
この技術があるからこそ、新薬や新製品が誕生しているのです。どんどん新しい研究や挑戦がなされており、技術革新はとどまることはないでしょう。ぜひ、化学研究の面白さに触れてみてください。

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夢ナビ講義も読んでみよう 目に見えない小さい分子を設計して組み立てる、「分子の建築家」って?

私たちの生活を支える有機化合物 有機化学と聞いて、どんなイメージを思い浮かべるでしょうか。有機化学は、私たちの生活には欠かせない学問の一つです。洋服や液晶画面、薬、プラスチック、化粧品など、多くのものの原料が有機化合物です。これらは炭素や水素などの原子で構成され、化学式で表わせます。
昔の薬は、薬草やガマの油など自然界のものに依存していました。今は、これらの中から人に有効な成分を特定して純粋な化合物として使えるようになっていますし、効果の高い薬を人工的に設計して合成することもできます。これらはすべて有機化学の力です。
分子の構造を精密に制御することが重要 有機化合物は多くの原子が結合してできていますが、たった一つの原子が別の原子に置き換わっただけで、時には何の変哲もない物質が猛毒になるなど、まったく別の物になってしまいます。また、同じ原子からできていても、結合の向きが変わるだけで性能が大きく変化することもあります。つまり、役に立つ化合物をつくるには、分子の結合を正確に制御することがとても重要です。
しかし、単に合成できればいいのではありません。薬や食品などに、不純物があるのは困ります。「高純度のものを正確に、より簡単に」つくる方法を考案することが不可欠です。実用化には低コストでつくれること、環境に優しい製造プロセスであることも重要です。このような実用性も考えつつ、役に立つ分子を設計して、正確に組み立てる、「分子の建築家」のような繊細な仕事が求められるのです。
有機化学の進化の先に、新しい未来が広がる 今、環境に優しい強力な触媒を用いた有機化学研究が進んでいます。最近では、酢などに含まれる「カルボン酸」の構造を、「ハロゲン」に変換する触媒が発見されました。これは、長年世界中の研究者が模索していたことに成功した、画期的な出来事です。複雑で多様な構造を持つ有機化合物を自由自在に合成できる有機化学は、今までにない有用な物質をさまざまに生み出せる可能性を秘めているのです。

先生からのメッセージ

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近未来では、AIのようなコンピュータが人間に代わって仕事をする時代が来ると言われています。ですが、「分子を組み立てて合成する技術」は、きっとAIには難しいでしょう。これまでにない手法や設計図で、より安全な化合物を生み出すことが目的だからです。それは、研究の醍醐味でもあります。
この技術があるからこそ、新薬や新製品が誕生しているのです。どんどん新しい研究や挑戦がなされており、技術革新はとどまることはないでしょう。ぜひ、化学研究の面白さに触れてみてください。

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