創薬化学の力で地球を治す薬を創る!!
「反応開発で薬学の未来を創る」を理念に、医薬品合成やCO2関連研究に取り組む
私たちは薬学部の有機反応化学研究室で、「反応開発で薬学の未来を創る」を理念に研究を進めてきました。研究テーマは大きく二つあります。
一つ目は、複雑な骨格を持つ医薬品をより簡便に合成できる「反応」の開発です。具体的には「Z型配位子による金属触媒反応の活性化」をテーマに研究しています。金属触媒では金属の周囲に配位子と呼ばれる分子が取り囲み、L型・X型・Z型の3種類に分類されます。そのなかでも私たちは比較的珍しいZ型配位子に着目し、これがもたらす新たな反応性の解明に取り組んでいます。
二つ目は「二酸化炭素（CO2）」をテーマにした研究です。環境問題の解決に向けて、大気中のCO2の回収・貯蔵・変換技術の開発をめざしています。最近では、海水中のCO2や宇宙空間におけるCO2の回収にも着目し、CO2全般に関する研究を通じて社会貢献できるよう日々実験を行っています。
CO2の回収技術（DAC）をもとに社会に貢献する
地球温暖化の原因の一つとされるCO2を大気から直接回収する技術「ダイレクト・エア・キャプチャー（Direct Air Capture/DAC）」は、世界各国の企業や研究者から注目されています。当研究室では化合物である「アミン」を用い、CO2を選択的に吸収・放出できる材料を開発しました。
この発想は、ヒトの体内で産生されるCO2の役割に関心を持ち、脳内の情報伝達物質であるアミン類に着目したことがきっかけです。環境問題と薬学は一見つながりがないように思えますが、私たちの技術は薬学の知見から生まれました。そのこだわりとして、この材料を「CO2選択的吸収・放出“剤”」と呼び、材料ではなく“薬”として扱い研究を進めています。
従来、CO2回収にアミンを使うこと自体は新しいことではありません。しかし、アミンは親水性が高く、CO2と一緒に水も取り込んでしまうため、効率が低いという課題がありました。そこで私たちは、疎水性のフェニル基をアミンに導入することで、CO2だけを選択的に吸収する割合を飛躍的に高めることに成功しました。フェニル基の種類によって含水率を0～25％まで低減できることも確認しています。
このCO2回収技術の開発は、三菱ガス化学株式会社とともに進めています。また、宇宙空間におけるCO2回収についても企業と共同研究を行っています。
日本のCO2削減目標は、2030年度までに2013年度比で46％削減、2050年までにカーボンニュートラル（温室効果ガスの排出量と吸収量の均衡）の実現とされています。しかし、CO2を回収するだけでも多くのエネルギーを要するため、削減の進行は容易ではありません。アミンはCO2と反応しますが、そこからCO2を分離する際には加熱や減圧などのエネルギーが必要です。私たちの第1目標は、この分離に必要なエネルギーを可能な限り低減すること。コストを下げることでCO2を安価で回収できればCO2削減が大きく進むと考えています。
さらに、回収したCO2を活用するには金属触媒が不可欠です。当研究室では金属触媒反応も開発しており、将来的にはCO2の回収から活用まで幅広く貢献していきたいと考えています。
カーボンニュートラルの実現について語り始めると5時間程はかかりますが（笑）、私たちの使命は、いかにコストを抑えてCO2を効率的に回収するかにあります。そして、この目標は2050年までに達成できると考えています。
