2001年にノーベル化学賞を受賞した野依良治という化学者を知っているか?野依氏の名前は知らないかもしれないが、彼の研究による恩恵はみんなも知らず知らずのうちに受けているんです。
今回は、野依氏の経歴とノーベル賞を受賞できた研究内容について紹介していく。大学院入学試験でも有機化学を選択したくらい、有機化学に詳しいライターの小春と一緒に解説していきます。

ライター/小春(KOHARU)

大阪大学・大学院で化学を専攻。卒業後はB to Bメーカーで開発を担当した経験を持ち、最先端の有機デバイスやセンサー開発について詳しい。結婚を機に退職した今は、子供達に身の回りの自然科学や家電の仕組みをどのように教えるか、日々考えている。

野依良治氏って何をした人?

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野依氏は1961年に京都大学工学部を卒業。同じく京都大学大学院を卒業したのち、若くして名古屋大学理学部の助教授に就任し、ハーバード大学で研究員として研究しました。この頃の研究の成果を認められ、2001年に「不斉水素化触媒反応」の業績でノーベル化学賞を受賞しました。

ノーベル賞受賞後に独立行政法人理化学研究所にて理事長を務めましたが、小保方氏らのSTAP細胞に関わる不正論文事件をきっかけに任期途中に辞任。

最近では、2021年には米国化学会より歴史的化学論文大賞を受賞し、アジア初の受賞という快挙に大きな話題となりました。

野依良治氏の経歴とは?

まずは簡単に野依氏の経歴と人物像についてご紹介します。どのようにして世界的な化学者が生まれていったのでしょうか。

ガキ大将だった少年時代、湯川博士に憧れて科学者の道へ

幼いころからとても頭が良かった野依氏は、野山をかけまわるガキ大将でした。遊び仲間からは親分のように慕われて「ノブタ」と呼ばれていました。
一方で、野依少年の成績は常にトップクラスでした。

野依少年が小学校5年生のとき、湯川博士がノーベル賞を受賞しました。野依氏はそのときの心境を次のように語っています。「小学生であった私にも、湯川博士の受賞によって、戦後の暗くみじめな時代に明るい光がさしてきたことがわかりました」。湯川博士のノーベル賞受賞をきっかけに、野依氏は科学に対して非常に興味をもつようになったのです。

ナイロンに出会い、化学と工学の道へ

ある日、野依氏は化学企業で働く父親に連れられてナイロンで作られた新製品を披露する発表会に行きました。そこでナイロンが水と石炭と空気から作られることを知り、化学の世界に魅了されます。この出会いがきっかけで野依氏は化学と工学の道に進むことを決めたのです。ちょうど石油化学などの工業化学が成長を始めた時代でした。

学部時代は麻雀とお酒にハマる

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1957年に第一志望の京都大学工学部に進学した野依氏は、大学でお酒と麻雀に出会います。4年生になり有機化学を扱う宍戸圭一教授の研究室に配属されました。化学実験はやらなければならないことも多く弱音を吐く学生も多い中、元から持っていた強靭な集中力と柔道部で鍛えた体力をもつ野依氏は簡単にはへこたれませんでした。

夜を徹して実験を続ける野依のことを周りは「鬼軍曹」と呼んでいたという噂もあります。野山を走り回っていたガキ大将が化学の世界で遂にその才能を開花させたのです。

\次のページで「化学者となった野依氏の功績と現在」を解説!/

化学者となった野依氏の功績と現在

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野依氏は29歳という若さで名古屋大学理学部の助教授に就任したのち、アメリカのハーバード大学への留学を経て、4年後には33歳の若さで教授に昇進しました。教授に就任した野依氏は死にものぐるいで研究を続け、ついに「BINAP(バイナップ)」という左右の物質を作り分けることのできる触媒を完成させました。この触媒の完成がのちのノーベル賞に繋がります。

ノーベル賞受賞後の2003年7月より,独立行政法人理化学研究所にて理事長を務めますが、2014年の同研究所発生・再生科学総合センターで起きた小保方氏のSTAP細胞・論文不正事件を受け、任期途中の2015年3月に退任されました。

最近では、人類の発展に著しく貢献したとして米国化学会が顕彰する2021年の「歴史的化学論文大賞」を福井謙一氏(故人)と共に受賞しています。なおアジアの研究機関発の論文が選出されるのは今回の受賞が初めてです。

野依良治氏は不斉触媒による水素化反応でノーベル賞を受賞した

野依氏のノーベル化学賞受賞理由は「不斉触媒による水素化反応の研究」でしたね。これがどういった研究内容なのか説明するにはいくつかの化学用語を先に説明しなくてはなりません。高校までに習わない内容もありますので、なるべく分かりやすく解説していきますね。

不斉触媒による水素化反応の研究とはどういう意味?

「不斉触媒による水素化反応の研究」は、噛み砕いて言うと「不斉合成に用いられる触媒」を使った「二重結合に水素を付加する還元反応」の研究です。中学や高校で習う科学を完璧に覚えていれば後者の意味はなんとなく理解できるかもしれませんが、前者の「不斉合成」は大学で習う内容なので、ピンとこない人も多いでしょう。

不斉合成とは何か?どんなメリットがあるのか?ご説明していきますね。

鏡像異性体とは?

鏡像異性体とは?

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不斉合成について説明するためにはまず、鏡像異性体について説明しなくてはなりません。不斉合成とは、鏡像異性体の一方を化学合成することです。鏡像異性体のことを光学異性体という呼び方をすることもあります。

同じ数の原子組成からなる分子でも構造が違うものを異性体と呼び、それぞれ構造異性体と立体異性体です。鏡像異性体は立体異性体の中に含まれますが、他にも幾何異性体、ジアステレオ異性体があります。

炭素原子は4つの原子と結合できますが、4つの異なる原子または原子団が結合した場合、その組成によって2つの違った分子になるのです。この2つの分子は右手と左手の関係と同じで、お互いに鏡に映った姿ではあるのですが、結合を切断して繋ぎかえない限り決して重ね合わせることはできません。右手の手袋を左手で使うことができないのと同じですね。この関係にある2つの分子を鏡像異性体と呼んでおり、その中心にある炭素原子を不斉炭素、キラル中心、不斉中心などと呼んでいます。

不斉合成とは?

不斉合成とは?

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鏡像異性体の物理的化学的性質は、光学特性以外同じなのですが生物に対する作用だけは全く異なります。右手側の分子が薬となっても左手側の分子が毒ということもあるので、意図的にどちらかだけ選択的に合成する手法が長年求められてきました。自然任せにするしかないとまで思われていた作り分けですが、野依氏らの研究によって実用的になっていったのです。

この鏡像異性体の一方を選択的に合成する化学反応を「不斉合成」と呼びます。医薬品および農薬の開発に極めて大きな貢献を果たしました。

\次のページで「BINAP触媒とは?」を解説!/

BINAP触媒とは?

鏡像異性体がいつ発生するのかというと、二重結合を切ったときです。野依氏が開発したBINAP触媒は、水素付加時に使用するとある特定の組み合わせを高い収率で得ることができます。BINAP自身が鏡像異性体であるため、右左を作り分けることができるのです。

右手側のBINAPを使えば右手側だけの物質を作れます。これは人と人の握手に例えて理解しやすいかもしれません。

握手をしたい時、右手を差し出されたら、自分も右手を差し出さないと握手ができませんね。この例えにおいて、差し出された相手の右手が「右形のBINAP」で、自分の手は作り出したい物質の反応前の姿です。握手のできる自分の右手だけが反応でき右手側の目的物質がつくられますが、左手は握手(反応)ができないので目的物質はつくられません。これが、BINAPを用いた不斉合成の仕組みです。

野依氏の研究はどのように役に立っているのか?

不斉合成によって片方の鏡像異性体だけ作ることができることを学んできました。最後に、なぜ片方の鏡像異性体だけ作ることが求められているのかご紹介するとしましょう。

ではなぜ片側の手の分子だけを選択して合成する必要があるのか?最後に解説していこう。

なぜ片方だけ合成する必要があるのか?

先ほど鏡像異性体には物理的化学的性質は変わらないとお話ししましたが、生物に対する作用はまったく違うのです。例えばリモネンは片方はレモンの香り、反対はオレンジの香りの成分ですが、物理的性質が同じなのにも関わらず私たちはその香りを嗅ぎ分けることができるでしょう。

DNAや酵素も鏡像異性体を持っていますが、役割は必ずそのどちらかでなくてはなりません。生体に入れるものを作るのであれば、右手側と左手側のどちらかで良い、というわけにはいかないのです。

身の回りにある「片方だけ」のもの

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1957年に睡眠薬としてサリドマイド剤が発売されましたが、この薬を妊婦が服用したために障害を持った赤ちゃんがたくさん産まれてしまったという悲劇をご存知でしょうか。これは当時、鏡像異性体の重要性があまり知られていなかったために起きてしまったと言われています。サリドマイドは右手側なら薬として働きますが、左手側だと奇形を誘発する性質を持っていたのです。

野依氏らの研究結果の成果によりこういった被害を事前に避け、安全に医薬品を合成できるようになっただけでなく、メントールやアスパルテームを人工的に合成できるようになりました。

もちろん、合成後に右手側と左手側を分離する方法も世の中にはありますが、必要量の倍つくらなくてはならないため、無駄が多く価格も高くなってしまいます。狙ったものだけ選択的に合成した方が廃棄物も出ずエコな反応となるのです。

野依氏の功績により安全に人工合成物を作れるように

野依氏の経歴と、ノーベル賞を受賞した不斉触媒による水素化反応の研究についてご紹介してきました。薬にも毒にもなる化学物質。安全なものだけ合成し、安心して誰もが口にすることができるのは、野依氏らの研究があったからこそなんですね。

今回の解説では、不斉合成という大学で習う内容があったため難しかったかもしれませんが、意図的な化学物質を作る難しさと面白さだけでも伝われば幸いです。

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化学理科

簡単に分かる野依良治氏の功績!触媒による不斉合成でノーベル賞?阪大院卒ライターがわかりやすくズバリ解説!

2001年にノーベル化学賞を受賞した野依良治という化学者を知っているか?野依氏の名前は知らないかもしれないが、彼の研究による恩恵はみんなも知らず知らずのうちに受けているんです。
今回は、野依氏の経歴とノーベル賞を受賞できた研究内容について紹介していく。大学院入学試験でも有機化学を選択したくらい、有機化学に詳しいライターの小春と一緒に解説していきます。

ライター/小春(KOHARU)

大阪大学・大学院で化学を専攻。卒業後はB to Bメーカーで開発を担当した経験を持ち、最先端の有機デバイスやセンサー開発について詳しい。結婚を機に退職した今は、子供達に身の回りの自然科学や家電の仕組みをどのように教えるか、日々考えている。

野依良治氏って何をした人?

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野依氏は1961年に京都大学工学部を卒業。同じく京都大学大学院を卒業したのち、若くして名古屋大学理学部の助教授に就任し、ハーバード大学で研究員として研究しました。この頃の研究の成果を認められ、2001年に「不斉水素化触媒反応」の業績でノーベル化学賞を受賞しました。

ノーベル賞受賞後に独立行政法人理化学研究所にて理事長を務めましたが、小保方氏らのSTAP細胞に関わる不正論文事件をきっかけに任期途中に辞任。

最近では、2021年には米国化学会より歴史的化学論文大賞を受賞し、アジア初の受賞という快挙に大きな話題となりました。

野依良治氏の経歴とは?

まずは簡単に野依氏の経歴と人物像についてご紹介します。どのようにして世界的な化学者が生まれていったのでしょうか。

ガキ大将だった少年時代、湯川博士に憧れて科学者の道へ

幼いころからとても頭が良かった野依氏は、野山をかけまわるガキ大将でした。遊び仲間からは親分のように慕われて「ノブタ」と呼ばれていました。
一方で、野依少年の成績は常にトップクラスでした。

野依少年が小学校5年生のとき、湯川博士がノーベル賞を受賞しました。野依氏はそのときの心境を次のように語っています。「小学生であった私にも、湯川博士の受賞によって、戦後の暗くみじめな時代に明るい光がさしてきたことがわかりました」。湯川博士のノーベル賞受賞をきっかけに、野依氏は科学に対して非常に興味をもつようになったのです。

ナイロンに出会い、化学と工学の道へ

ある日、野依氏は化学企業で働く父親に連れられてナイロンで作られた新製品を披露する発表会に行きました。そこでナイロンが水と石炭と空気から作られることを知り、化学の世界に魅了されます。この出会いがきっかけで野依氏は化学と工学の道に進むことを決めたのです。ちょうど石油化学などの工業化学が成長を始めた時代でした。

学部時代は麻雀とお酒にハマる

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1957年に第一志望の京都大学工学部に進学した野依氏は、大学でお酒と麻雀に出会います。4年生になり有機化学を扱う宍戸圭一教授の研究室に配属されました。化学実験はやらなければならないことも多く弱音を吐く学生も多い中、元から持っていた強靭な集中力と柔道部で鍛えた体力をもつ野依氏は簡単にはへこたれませんでした。

夜を徹して実験を続ける野依のことを周りは「鬼軍曹」と呼んでいたという噂もあります。野山を走り回っていたガキ大将が化学の世界で遂にその才能を開花させたのです。

\次のページで「化学者となった野依氏の功績と現在」を解説!/

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