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化学:キラルなメソポーラスシリカの合成と特性の解明

Nature 429, 6989 doi: 10.1038/nature02529

キラリティーは有機物質に広く見られる。特に顕著なのは、DNAなどの生体分子やタンパク質において、それらの成分のホモキラリティー(D型の糖やL型のアミノ酸)に由来して発現するキラリティーである。しかし、無機物質で大きなスケールのキラルな孔が生じることはまれだ。らせん形のキラルなゼオライト類似物質の合成を目指して行われた研究には若干の進歩があったものの、鏡像異性体的に純粋なメソポーラス材料の合成は未解決の難問である。今回我々は、界面活性剤を鋳型とする規則的なキラルメソポーラスシリカの合成と、キラルメソポーラス結晶の電子顕微鏡による構造解析の一般的手法を報告する。我々が合成した材料はねじれた六角柱状の形態をしており、直径は130〜180 nm、長さは1〜6 μmである。透過型電子顕微鏡法と計算機シミュレーションの組み合わせにより、六方晶系に規則的に配置された直径2.2 nmのキラルチャネルが棒の中心軸のまわりを巻いていることが確認された。我々の発見は、メソポーラスシリカや他のキラル孔材料の新たな利用法を開くものであり、形状選択性とエナンチオ選択性の両方を兼ね備えた触媒や分離媒体などとして、鏡像異性体的に純粋な化学物質や医薬品の製造に応用されることが見込まれる。

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