東大、有機化合物で磁気キラル二色性の観測に成功

　

　東京大学の研究チームは、光学活性分子の光吸収が磁場の方向によって変化する現象である「磁気キラル二色性」を有機化合物にて観測することに成功したことを発表した。同成果は、同大生産技術研究所 物質・環境系部門の石井和之准教授、北川裕一大学院生、先端科学技術研究センターの瀬川浩司教授らによるもので、ドイツ化学会誌「Angewandte Chemie International Edition」のVIP(Very Important Paper)に選定され、公開された。

　分子構造が、その鏡像と重ね合わすことができない性質は分子のキラリティーと呼ばれ、そうした分子はキラル分子と呼ばれる。キラル分子は、ヒトの右手と左手のように互いに鏡像である1対の立体異性体を持ち、これらは互いに鏡像異性体である。特に生物を構成するアミノ酸は、片方の鏡像異性体のL体のみ(逆に糖はD体のみ)であり、これは「生命のホモキラリティー」と呼ばれ、生命の起源に関わる未解決の問題となっている。

　鏡像異性体のイメージ

　生命のホモキラリティーの起源の候補としては現在、「惑星運動」、「円偏光を用いた光化学反応」、そして「磁気キラル二色性を用いた光化学反応」の3つが有力となっている。中でも磁気キラル二色性は、磁場中の光化学反応により片方の鏡像異性体の過剰を生み出すことができるため、生命のホモキラリティー起源の候補として注目されているが、強い円偏光二色性と磁気円偏光二色性効果を有する分子において生じ、これまでは金属を含む化合物において観測されているのみであり、生命を構成する有機化合物における観測例はなかった。

　今回研究チームは、大きな電子軌道角運動量を有する生体関連分子である「ポルフィリン色素分子」同士が捻れた配置となるように分子設計した光学活性ポルフィリン凝集体を合成することで、有機化合物での磁気キラル二色性を観測することに成功した。

　ポルフィリン色素分子同士が捻れた配置となるように分子設計した光学活性ポルフィリン凝集体により磁気キラル二色性を観測することに成功

　なお、研究チームでは、この発見について、生命のホモキラリティーを説明する新しい可能性を示すほか、光化学反応で片方の鏡像異性体を選択的に合成できる「光不斉合成法」や磁気光学デバイスへの応用も期待できるとしている。