Research press release


Nature Chemistry

Bio-inspired bond-breaking

新たに作製された鉄化合物を使うと、分子内の強力な炭素-水素結合を急速に切断でき、その速さは、従来の方法の最大1,000倍に達することが、Nature Chemistry(電子版)に掲載される論文で報告されている。今回の研究は、化学者にとっての大難題の1つを解決に導く可能性を秘めており、石油成分系化合物をより高価値の製品に工業的に転換する上で特に重要な意味をもっている。このように自然を模倣することで、酵素の活性部位の働きについての理解も進むと考えられる。

L Queらは、自然界でこうした働きをする酵素から発想を得た。この酵素は、まだ十分に解明されていないが、2個の酸素原子によって架橋された2個の鉄原子が含まれると考えられている。同じような酸素架橋型鉄化合物は、これまでに2つ作製されたが、いずれも十分な活性が得られなかった。今回作製された化合物には、4個の窒素原子の「突起」で鉄原子をつかむ配位子があり、鉄錯体として初めて、低分子アルコールの強力な酸素-水素結合を攻撃することもできる。

A newly created iron compound can be used to rapidly break strong carbon-hydrogen bonds within molecules, up to 1,000 times faster than previous methods. The research, published online in Nature Chemistry this week, could solve what has been a great challenge for chemists, and is particularly important in the industrial conversion of petroleum from its constituent compounds into more valuable products. Copying nature in this way also adds to the understanding of how enzyme active-sites work.

Larry Que and co-workers took their inspiration from the enzyme that performs this task in nature, which, although not yet fully understood, is believed to contain two iron atoms bridged by two oxygen atoms. Although two other similarly oxygen-bridged iron compounds have been made in the past, neither performs very effectively. The new compound has ligands that grab onto the iron atoms with four nitrogen-prongs and, in a first for iron complexes, can also attack strong oxygen?hydrogen bonds in small alcohol molecules.

doi: 10.1038/nchem.162


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