北海道大学(北大)は3月10日、粉砕機の一種であるボールミルを用いた「メカノケミカルクロスカップリング反応」において、高活性を示す新しい触媒を開発したことを発表した。

今回の研究概要。メカノケミカル反応に特化したホスフィン配位子が開発された。鈴木-宮浦クロスカップリング反応において、溶液条件向けに開発された従来の配位子よりも、最大50倍程度の収率向上効果があったという

ボールミルとは粉砕機の一種で、セラミックなどの硬質のボールと材料の粉を円筒形の容器に入れて回転させることによって、材料をすりつぶして微細な粉末を作る装置のことをいい、近年、同装置を用いたメカノケミカル反応が、有害な有機溶媒の使用量を低減するクリーンかつ低コストな合成技術として注目されているという。そのメカノケミカル合成法を活用し、固体状態で進行するメカノケミカル鈴木-宮浦クロスカップリング反応の開発に成功したのが研究チームである。なお、メカノケミカル鈴木-宮浦クロスカップリング反応とは、パラジウム触媒および塩基存在下、有機ホウ素化合物と有機ハロゲン化物を反応させ、ビアリール化合物を合成する方法のことをいう。

しかし、これまでのカップリング反応では、溶液条件用の触媒・配位子に添加剤を加えて用いていたため、メカノケミカル条件では必ずしも望みの触媒性能が発現せず、しばしば高い反応温度が必要だったという。そのため、室温に近いメカノケミカル条件において高活性を示すオリジナルな触媒・配位子の開発が望まれていたとする。しかし、そのようなメカノケミカル条件に適した配位子設計の原理は明らかでなく、これまでに開発例は存在しなかった。