| 研究領域 | 新興硫黄生物学が拓く生命原理変革 |
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| 研究課題/領域番号 |
22H05554
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅲ)
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
田原 淳士 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (50713145)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-16 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2023年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | 二酸化炭素 / 有機硫黄試薬 / カルボン酸合成 / ギ酸塩 / シュウ酸合成 / CO2 / チオール |
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| 研究開始時の研究の概要 |
チオ―ル(RSH)は、酸素類縁体であるアルコール(ROH)と比較して「プロトン(H+)を放出しやすく」「水素ラジカル(H・)を放出しやすい」という興味深い二面性を有する。このような硫黄の持つ電子授受の流動性は生体内では高度に制御されたシステムとして生体活動の維持に活用されているが、生体外や産業界においてこの酸化還元が効果的に機能する事例は限られる。本研究では、硫黄のこの柔軟な電子状態を制御し、有機金属化学と化学工学、そして生化学の三分野横断という学際的アプローチにより、二酸化炭素を含む種々の分子の還元反応を開発することを目的とする。
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| 研究実績の概要 |
チオ―ル(RSH)は、酸素類縁体であるアルコール(ROH)と比較して「プロトン(H+)を放出しやすく」「水素ラジカル(H・)を放出しやすい」という興味深い二面性を有する。このような硫黄の持つ電子授受の流動性は生体内では高度に制御されたシステムとして生体活動の維持に活用されているが、生体外や産業界においてこの酸化還元が効果的に機能する事例は限られる。本研究では、硫黄のこの柔軟な電子状態を制御し、有機金属化学と化学工学、そして生化学の三分野横断により、二酸化炭素およびその還元体を含む種々の分子の還元反応を開発することを目的とする。
目標の一つに、二酸化炭素の還元による直接的なシュウ酸合成を想定している。生成物であるシュウ酸は製鉄におけるコークスに代わる還元剤としての利用を想定しており、硫黄を鍵とした Net-Zero-Emission 型の次世代製鉄法の実現を目指す。
本年度はCO2およびその水素化体であるギ酸塩を炭素源として、種々の有機硫黄試薬を用いた有機酸合成について取り組んだ。その結果、特に電子供与性置換基を有する芳香族チオールを触媒に用いた際に、CO2への1電子還元反応やギ酸塩からのHAT反応が進行し、対応するカルボン酸を与えることを見出した。更に、システインといった生体内に存在する硫黄分子に本反応を応用することに成功し、本領域との融合を加速させることに成功した。本成果について学会発表および論文発表し、うち1件の学内研究科長賞の受賞につながった他、York大学(UK)における招待講演にて知り合った研究者(Univ. of Lincoln, Unov. of Genova)との国際共同研究へと発展した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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