有機化学

炭素の原子は、ほかの原子と 4 本の結合を作れます。鎖のように長くつながったり、輪になったりして、さまざまな骨組みを作ります。この骨組みに、酸素や窒素を含むグループ(官能基)が付いて、分子の性質が決まります。

ノーベル財団は、花の色やヘビの毒、細菌を殺す物質も、炭素の分子のはたらきだと説明しています。カリブ海の海綿から見つかったディスコデルモリドのように、海の生き物の分子が薬の候補になることもあります。こうした天然の分子を調べるのが天然物化学です。

ただ、自然から取れる量はわずかです。そこで、小さな分子を何段階もの反応でつなぎ、実験室で同じ分子を作ります。これが有機合成です。段階が多いほど、1 回ごとのむだが大きく響きます。

たんぱく質を作るアミノ酸にも鏡像の 2 つの形がありますが、生き物の体はほぼ一方だけを使います。DNA の糖も同じです。ところが実験室でふつうに合成すると、2 つの形は半分ずつできます。生命がどうやって片方を選んだのかは、1 世紀以上の謎でした。

2026 年 10 月、この謎に答えを示した 2 人に、ノーベル化学賞が贈られることが決まりました。フランスのカガンと、東京理科大学名誉教授の硤合憲三(そあい けんそう)さんです。硤合さんは、できた分子そのものが触媒になって、同じ形の分子を増やす反応を考え出しました。

1995 年の発表では、片方の形が 2% 多いだけの状態から始めて、偏りを 87% まで大きくしました。2003 年には、偶然生まれたわずかな差が増幅され、片方の形が最大で 99.99% になる反応を示しました。ノーベル財団は、これまでで最も見事な化学実験の 1 つと評価しています。

日本からのノーベル化学賞は、2025 年の北川進さんに続いて 10 人目です。

炭素どうしは安定していて、簡単には結合しません。以前は反応しやすい物質で無理に反応させたため、いらない副産物がたくさんできました。この問題を解いたのが、金属のパラジウムを触媒に使うクロスカップリングです。2 つの炭素がパラジウムの原子の上で出会い、狙った場所でつながります。

1977 年に根岸英一さんは亜鉛を、1979 年に北海道大学の鈴木章さんはホウ素を使う方法を発表しました。ホウ素の化合物は水に強く、亜鉛より毒性が低いので、工場での大量生産にも向いています。2 人はアメリカのヘックとともに、2010 年のノーベル化学賞を受けました。

鈴木さんは 1962 年、札幌の書店で手に取ったアメリカのブラウン教授の本に夢中になり、のちにブラウン教授の研究室に留学しました。いまクロスカップリングは、薬の製造や、農作物をカビから守る薬、有機 EL ディスプレイの材料作りに使われています。