＜論文紹介＞ 多孔性物質MOFの利用による生体模倣触媒の進歩（ChemCatChem・総説）

現在ホットな研究テーマとして関心を呼んでいるMOF（Metal–Organic Framework = 金属有機構造体）は、金属イオンまたは金属クラスターが有機配位子でつながって規則正しい構造を作る多孔性物質です。内部の空間と広い表面積、熱に対する安定性、さらにゼオライトやシリカのような他の多孔性物質では得にくい構造のチューニングのしやすさを特性として備え、水素などの貯蔵や気体の分離、センサー、触媒といった用途への応用も盛んに研究されています。MOF研究のパイオニアである京都大・北川進教授を代表として、日本発の成果も多い研究領域です。

一方、天然の酵素が示すすぐれた特性を模倣しつつ、目的とする反応に人工触媒として用いることのできる「生体模倣触媒」の開発もまた、穏和な条件でグリーンな反応の促進などへの期待から注目される分野のひとつです。生体模倣材料の開発にあたっては、反応効率・基質選択性・安定性などの改善が課題となりますが、その際に触媒の骨格としてMOFを利用することが有望なアプローチとして認識されるようになってきています。この主題に関する近年のさまざまな成果を整理した総説が、米テキサスA&M大学の研究グループによってChemCatChem誌で発表されました。

• 　論文　　⇒　Gu, Z.-Y., Park, J., Raiff, A., Wei, Z. and Zhou, H.-C. (2013), Metal–Organic Frameworks as Biomimetic Catalysts. ChemCatChem. doi: 10.1002/cctc.201300493
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MOFを利用した生体模倣触媒では、細孔内部に金属ポルフィリンなどの活性部位を担持させるための導入法、基質を選択的に取り込むための触媒ポケットと規則的な階層構造の設計などが重要な鍵となります。この総説では、それらの領域におけるテクニックの新展開をまとめています。併せて、シトクロムP450やヘモグロビンの作用を模倣する触媒への応用や、これも注目分野である光触媒への応用も論じています。

MOFによる生体模倣触媒の実用化に向けてはさらに改良が必要なようですが、MOFの研究が急速に進んでいるだけに、可能性のある有望な研究テーマとして今後の展開が期待されます。

　関連書　

Metal-Organic Frameworks: Applications from Catalysis to Gas Storage
David Farrusseng (Editor)
ISBN: 978-3-527-32870-3
414 pages / July 2011