「持続可能な触媒反応に一歩前進 典型元素ガリウムによる遷移金属型反応でヨウ化アリールの光活性化に成功～典型元素を基盤とする結合活性化の新戦略～」
大阪大学大学院工学研究科の鳶巣守教授、兒玉拓也助教、向井虹渡氏らは、広島大学大学院先進理工系科学研究科の安倍学教授、大阪大学大学院基礎工学研究科の岸亮平准教授らと共同で、典型元素であるガリウムの化合物に可視光を照射することで、遷移金属に特有とされてきた「酸化的付加」反応を起こし、ヨウ化アリールの炭素―ヨウ素結合を活性化することに成功しました。研究グループによると、13族元素でこの反応を実現したのは初めてです。希少で高価な遷移金属に代わる持続可能な触媒反応の実現に向けた一歩と位置づけられ、成果は米国化学会誌「Journal of the American Chemical Society」に掲載されました。
出典：科学技術振興機構（JST） 2026年7月2日 プレスリリース
https://www.jst.go.jp/pr/announce/20260702-3/index.html
医薬品や機能材料をつくる化学反応では、パラジウムやロジウムといった「遷移金属」が触媒として広く使われています。なかでも、金属が原料分子の結合に割り込んで切断する「酸化的付加」は、炭素どうしをつなぐ反応の起点となる重要な働きです。ただしこれらの金属は希少で高価なため、より豊富な元素で同じ働きを実現できないかが長年の課題でした。
研究グループは、典型元素であるガリウムの化合物に可視光を当てると、励起状態と基底状態の間で光誘起不均化反応が起こり、ラジカルイオン対が生じることを見いだしました。これがヨウ化アリールの炭素―ヨウ素結合を活性化し、従来は遷移金属だけが可能とされてきた酸化的付加を典型元素で実現します。13族元素でこの反応を示したのは初めてとしています。
ガリウムのような典型元素で遷移金属型の反応を起こせれば、希少で高価な金属に依存しない分子変換技術の開発につながります。研究グループは、今回の成果を持続可能な触媒反応の実現に向けた重要な進展と位置づけています。
触媒に使う金属は、価格の変動や供給の制約が産業上の懸案になってきました。埋蔵量が比較的豊富な典型元素で、遷移金属と同じ「酸化的付加」を起こせるという今回の結果は、反応化学の選択肢を広げる基礎的な成果です。実用化に向けては、対象となる分子の幅や反応の効率、触媒としての繰り返し利用のしやすさなどが今後の検証点になりそうです。なお本研究は、JSTの創発的研究支援事業などの支援を受けています。