No.57

2016.1HEADLINE01
持続可能な発展とイノベーションの創出
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ISTCとの国際交流フォーラム
及びロシア・ウクライナのオープンイノベーションを学ぶ特別フォーラム開催
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JACIのダイバーシティ推進への取り組み
04
第4回GSC奨励賞の紹介①
旭硝子株式会社
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第4回GSC奨励賞の紹介②
宇部興産株式会社
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第4回GSC奨励賞の紹介③
名古屋大学
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第4回GSC奨励賞の紹介④
立命館大学
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JASIS 2015で新しいGSCをアピール

新化学技術推進協会は、人と環境の健康・安全と、持続可能な社会をめざすGSC推進の考え方にたち、技術革新の原動力となる新しい科学技術発展に貢献することを目的とした、公益社団法人です。

持続可能な発展とイノベーションの創出
国立研究開発法人
産業技術総合研究所 理事長

中鉢 良治

明けましておめでとうございます。
わが国の経済や産業は、次第に回復しているとはいえ、エネルギー供給問題、地球温暖化、少子高齢化など、依然、継続的な課題も抱えています。これらの課題を解決して、真に豊かで安全な社会を実現するためには、引き続きイノベーションの創出が必要であり、政府、自治体、公的機関、企業、大学などで様々な取り組みが行われております。JACI におかれては、昨年の第 4 回 JACI/GSC シンポジウム・
第 7 回 GSC 東京国際会議で「東京宣言 2015」を採択し、「より健康で豊かな社会の持続可能な発展をもたらす牽引役として、化学に関わる科学と技術を基盤とするイノベーションへの期待は、益々大きくなっている」として、GSC を推進して社会ニーズに貢献することを謳っております。改めて化学に携わる方々の強い決意を感じ、深く敬意を表します。
産総研は、社会ニーズ、産業ニーズを踏まえた世界最高水準の研究とその成果の“橋渡し”により、イノベーション創出の中心となって持続可能な社会の実現に貢献すべく、研究開発を実施しているところであります。また昨年４月からは、産総研をこれまで以上に産業界の方々に御利用いただけるよう、相互に関連する技術を分かりやすく集合化して 7 つの領域に研究組織を再編し、その中で新たに「材料・化学」領域を設置しました。この領域では、材料技術と化学技術を融合し、低環境負荷で高効率な機能性化学品の製造実現など GSC の推進を領域の重要戦略のひとつとしています。
産総研は、この材料・化学領域の取り組みに加えて、「豊かで環境に優しい社会を実現するグリーン・テクノロジー」や「健康で安全な生活を実現するライフ・テクノロジー」など産業技術に係わる様々な技術ポテンシャルを駆使した産学官連携により、GSC 推進にむけた共通の課題解決に貢献して参りたいと考えています。
JACI の益々のご発展を祈念して、年頭のご挨拶といたします。

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ISTCとの国際交流フォーラム及びロシア・ウクライナのオープンイノベーションを学ぶ特別フォーラム開催
去 る 7 月22日、ISTC（ 国 際 科 学 技 術 セ ン タ ー：International Science and Technology Center）を招聘して第3回国際フォーラムを開催しました。ISTCはCIS（独立国家共同体・旧ソ連諸国）ならびにジョージア（旧称グルジア）の研究者を支援している国際機関です。元々はソ連において大量破壊兵器の開発に従事していた研究者がソ連崩壊後にISTCの研究開発プロジェクトに参加した歴史があります。今回は同時に招聘したキルギスのICCT（Institute of Chemistry and Chemical Technology）と共同で彼等が手掛ける環境関連のプロジェクト紹介があり、日本企業にとっても旧ソ連諸国の英知を集めたISTCとの協業に魅力があることが強く認識されました。
フォーラム終了後は、ムスリムを意識したハラル対応料理で懇親会を行いました。キルギスは、日本から遠い異国のイメージがありましたが、そこは同じアジアの国々。日
本人と似た風貌で、お土産にぬいぐるみやキルギスの山脈の写真もいただき、気さくな一面を見せてもらえました。
集合写真からもその和やかな様子がうかがえます。

続く8月3日、海外のオープンイノベーションの現状に学ぶと銘打っての特別フォーラムを開催しました。産学官から7件のポスターセッションがあった後、ロシアのイノベーションモデルについて、UMJロシアファンド マネージング・パートナーである大坪祐介氏から、同国のナノテク投資機関ロスナノを中心にした投資に関する講演がありました。次に元駐ウクライナ大使の坂田東一氏から、ウクライナ危機と呼ばれる複雑な国際情勢を様々な視点から詳しく解説した講演がありました。聴講者との意見交換会では元産業革新機構の佐藤太郎氏を加え、日本におけるオープンイノベーションの課題について討議されました。オープンイノベーションは単に他者との協業であるという考えでは不十分で、成功に導く相補的な戦略が重要であることが強調されました。JACIが目指す国際競争力強化につながる貴重な知見を得ることができました。

ISTCのProject OfficerであるMs Dikhanbayeva

ポスターセッション

懇親会終了後の集合写真

聴講者との意見交換会

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JACIのダイバーシティ推進への取り組み
JACIフロンティア連携委員会では化学産業で働く人材の多様化・ダイバーシティを推進しています。
昨年5月22日に第1回女性参画交流会を開催し、JACI会員企業から約30名の女性技術者の方に集まっていただきました。
「女性技術者が仕事を続けるためのフォーラム」と題して3組に分かれ、グループディスカッションを行い、仕事・結婚などのライフイベント・将来のキャリアプランなどについて語り合いました。
議論は大いに盛り上がり、その熱は会議後の懇親会まで続きました。参加者からは、今後の会社生活に参考になると大変好評でした。
今後はテーマや対象者を代え、ダイバーシティの推進を図っていきたいと思います。

一方、将来の化学業界にはぜひ優秀な女性に入ってもらいたいとの思いから、8月7日に埼玉県比企郡嵐山町で開催された「女子中高生夏の学校2015」に出展しました。
これは毎年国立女性教育会館が開催しているイベントで、全国から、科学・技術分野に興味・関心がある女子中高生100名を集め、科学技術及び女性技術者と関わりをもってもらうイベントです。
JACIとしての参加は初めてでしたが、花王株式会社とDIC株式会社の2社が実験キットを持ち込んで出展したところ、極めて高い注目と人気を集め、女性教育会館から感謝状を頂きました。

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第4回GSC奨励賞の紹介①

中和廃棄物を生じない耐酸性分裂酵母を用いた有機酸の生産プロセス
The production processes of organic acids byfermentation without pH neutralization waste using
the acid-tolerant fission yeast
旭硝子株式会社 原 太志、田中 博己、木村 修一郎、
笠原 伸元、田中 崇
Hara, Futoshi; Tanaka, Hiroki; Kimura, Shuichiro;
Kasahara, Nobuyuki; Tanaka, Takayuki,.
Asahi Glass Co., Ltd.

pH2の酸性条件下においてもバイオマス原料を発酵し、乳酸を生産する耐酸性分裂酵母を旭硝子は開発した。この分裂酵母を用いれば、従来の乳酸の発酵生産プロセスに必須であった中和と脱塩の工程や設備が不要となり、コスト優位性が期待できる。更に本プロセスは中和を必要としないため、従来法では多量に副産されていた中和廃棄物を生じない。従って環境負荷の低減も期待できるプロセスと言える。

世界で年間50万トンの乳酸がバイオマス原料から発酵生換えポンベは、耐酸性を有する乳酸発酵可能な分裂酵母で産されている。この乳酸から生分解プラスチックであるポある。このポンベを用いて、無中和の酸性条件下（pH2.3）
リ乳酸がつくられ、それらは食品トレイ等の製品として社において乳酸の発酵生産に成功した。この際の乳酸の発酵会に流通している。従来の乳酸の発酵生産は、酸に弱い乳生産速度は一般的な産業水準の7倍にあたる14g/L/hであ酸菌を用いた中和を要するプロセスからなる。中和によりった。この発酵生産速度が一般的な水準を大きく上回るだ
乳酸は乳酸カルシウムとして生成され、硫酸を添加し脱塩けでなく、酸性条件下での運転であるため、雑菌汚染リスすることで乳酸として回収される。その結果として乳酸とクが大幅に低減できることが認められた。これにより通常ほぼ等量の石膏（硫酸カルシウム）が副産される。つまりは一回の発酵で廃棄する菌体を、本技術では二十回以上繰
乳酸50万トンを産生すると、石膏48万トンが副産されるこ。
り返し利用することが可能となった（図２）とになる。この中和及び脱塩工程を省略できれば、乳酸のポンベのさらなる遺伝子組換えにより、本技術は乳酸以発酵生産において大きなコスト削減となると考えられる外の有機酸への展開も可能である。これらを視野に、旭硝（図１）。
子は開発を進めている。
旭硝子は20年にわたるライフサイエンス分野での研究開発において、分裂酵母シゾサッカロミセス・ポンベが、通常の微生物では死滅してしまうpH2の酸性下でも高い発酵能力を維持できるという特徴を見出してきた。本来、ポンベはエタノールを発酵生産する酵母である。そのため、乳酸を発酵生産させるには、ポンベからエタノールを生産する遺伝子を削除し、さらに乳酸を生産する遺伝子を導入する必要がある。このエタノールを生産する遺伝子削除は困難であったが、新たな遺伝子削除法となるLatour法を開発し削除を成功させた。
乳酸を生産するための乳酸脱水素酵素（LDH ）遺伝子の導入では、ポンベ菌体内で高活性を示すLDH を特定すべく75種類の生物に由来するLDH 遺伝子を検討した。一方
エタノール生産抑制のためのピルビン酸脱炭酸酵素遺伝子（pdc2 ）の削除では、ポンベのpdc2 遺伝子は削除することが出来ない必須遺伝子であるとの報告がなされており、従来の削除方法ではpdc 2削除株の作製は非常に困難であると予想された。そこで旭硝子が開発した独自の遺伝子削除法であるLatour法を用いたところ、世界に先駆けてポンベ
図１ 乳酸の発酵生産法の比較のpdc2 遺伝子の削除を成功させることができた。Latour法
は通常は同時に行われている２つの工程、すなわち外来遺伝子を挿入する形質転換の工程と相同組換えによる遺伝子削除の工程を２つに分けることで、これまでは困難であったpdc2 の削除を可能にしたと考えられる。こうして作製した必須遺伝子であるpdc2 遺伝子が削除されたポンベは、生育速度が本来の3%程度までに著しく低下していた。これに対して我々は独自の育種を行い生育速度が70%まで回復したpdc2 削除ポンベを取得した。
このようにして開発された遺伝子組
図２ ポンベを用いた無中和での乳酸発酵生産例
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第4回GSC奨励賞の紹介②

高耐久性水系ポリウレタン
コーティング材料の開発
Development of durable water-borne
polyurethane coating materials
宇部興産株式会社・有機化学研究所
森上 敦史、山田 健史、内貴 昌弘、
高橋 学、藤井 輝昭

高耐久性を必要とするコーティングには、溶剤系樹脂が汎用的に使用されてきた。
近年の環境への関心の高まりから揮発性有機化合物 (VOC) の排出量削減が課題となり、その対策として、水系樹脂への転換が進みつつある。当社は、耐久性に優れるものの水系には使用されてこなかったポリカーボネートジオールを、分散技術並びに分子設計技術の構築により、水系ポリウレタンに展開した。当社の水系コーテ
ィング材料は、VOC排出量削減に加えて、塗り易く乾き易いという操作性、利便性並びにコスト削減にまで寄与することが顧客に認められており、水系材料普及による環境負荷低減に期待される。

耐候性、耐摩耗性、耐衝撃性、耐薬品性などの高い耐久性を必要とするコーティングには、溶剤系樹脂が汎用的に使用されてきたが、溶剤系コーティング材料は、環境への影響から揮発性有機化合物（VOC）の排出が問題視されている。この問題を軽減する方法として、水系樹脂への転換を所望されていたが、水系樹脂は、溶剤系樹脂と比較して耐久性に劣るという本質的な課題があった。このため、依然として、コーティング市場に占める水系樹脂のシェアは約1割に留まっている。
宇部興産は、耐久性に優れるものの水系樹脂にはほとんど使用されてこなかったポリカーボネートジオール（PCD）に着目した。PCDベースのポリウレタンは高粘度であるため、水への分散が困難であり、合成可能な樹脂組成範囲も限られていた。当社は高粘度ポリマーの水への分散技術、並びに貯蔵安定性に着眼した分子設計技術の構築により、PCD系ポリウレタンを水系樹脂に展開することで、環境負荷の低い高耐久性の水系ポリウレタンディスパージョン（PUD）を開発した。
さらに、塗膜の耐摩耗性や耐薬品性を高めるために、適度に脂環構造を持たせつつ、乾燥性を補助する成分、並びに熱や光で反応する官能基を導入することで、作業時の操作性や利便性を兼ね備えた材料へと展開した。短時間の乾燥で耐久性に優れた塗膜を形成する材料 （図1）、熱や光などの刺激により、分子構造を変える材料を設計することで、高い加工性と高い耐傷付き性や高い耐溶剤性といった図１

優れた塗膜性能の両立、並びに、軟質基材の変形への追従性と耐摩耗性の両立が可能となった。
著しい重量物の移動に使われる床材のコーティング、摺動頻度の高いゴム部材へのコーティング、耐衝撃性を必要とする自動車内外装材といった高耐久性が求められる市場において、当社の開発した高耐久性水系ポリウレタンコー
ティング材料は、顧客に採用され始め、需要量を拡大し続けている。PUD は、溶剤系ポリウレタンとは異なり、非危険物であり、貯蔵、運搬や塗装に関する規制面でも有利である。溶剤系樹脂でしか成し得なかった高耐久性を水系樹脂で実現したことにより、水系樹脂への転換を促進し、塗装工程でのVOC排出量を8～9割削減した（図2）。この高耐久性水系コーティング材料は、耐久性が高いということに加えて、室温で粘度が低く、乾燥速度が高いという特長を有することから、塗り易く乾き易いという操作性や利便性だけでなく、生産ラインのコンパクト化による生産性改善、及び二酸化炭素排出量の削減にまで寄与することが顧客に認められている。
以上のように本技術は、産業界のトレンドである高耐久性コーティング材料の溶剤系から水系へのシフトを実現し、VOCや二酸化炭素といった物質による環境負荷を大幅に低減することへの貢献が期待できる技術である。当社は、このような材料を今後国内外に大きく普及させていくことで、グリーン・サステイナブルケミストリーの発展に貢献していきたい。

乾燥性補助基導入による乾燥時間の短縮

図２5

溶剤系コーティング材料の水系樹脂置き換えによるVOC削減

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第4回GSC奨励賞の紹介③

デザイン型ヨウ素触媒を用いる新酸化触媒システムの開発
Development of Novel Oxidation Catalyst Systems
Using Designer Iodine Catalysis
名古屋大学大学院工学研究科

ウヤヌク・ムハメット

Muhammet UYANIK (Nagoya University)

環境・エネルギー・資源問題が深刻化するなか、物質文明社会の持続的発展のためには、環境低負荷型触媒的精密有機合成法の開拓が重要な課題であり、レアメタルや重金属等の毒性の強い金属資源を反応剤や触媒に用いる従来型の有機合成化学からの脱却が求められている。著者はヨウ素の酸化・還元能（超原子価能）に着目し、重金属や遷移金属の代替元素としてヨウ素を触媒的に用いる研究開発を行ってきた。その結果、触媒活性種のヨウ素化合物を安全な前駆体と安全・安価な共酸化剤から系中で調製する手法を用いて、高選択的環境調和型酸化反応の開発に成功した。

近年、金属を含まない有機分子触媒の開発競争が国内外で激化している。しかし、そのほとんどは酸か塩基触媒であり、酸化・還元型の有機分子触媒の開発は遅れている。
こうした背景の下、著者はヨウ素に着目した。ヨウ素は容易に酸化されてその原子価を拡張し、オクテット則を超える超原子価状態となるため、遷移金属のような酸化・還元性を示す。この特性を活かして、鉛、水銀、タリウム、クロム、オスミウム等の有毒な重金属酸化物の代替物質として、超原子価ヨウ素化合物を利用した酸化的変換反応が開発されている。しかし、超原子価ヨウ素化合物のなかには爆発性が懸念されるものが多く、単離して酸化剤として用いることが困難な場合も多い。これに対して、著者は活性種のヨウ素化合物を触媒量の安全な前駆体と安全・安価な共酸化剤から系中で調製する手法を用いて、高選択的環境調和型酸化反応の開発に成功した。開発した酸化触媒設計の大きな二つの特長は、（1）レアメタルや重金属は一切使用しない、（2）高活性・高選択性触媒の創成には弱い二次的相互作用を有効利用する点にあり、実用的ヨウ素触媒反応を複数開発した。
ヨウ素はうがい薬や消毒薬にも使われる身近な化学物質であり、人にとって必須元素でもある。日本はチリに続き、ヨウ素生産量世界第2位であり、資源小国である日本にとっては貴重な輸出資源であるため、ヨウ素の有効利用は国家政策（元素戦略）としても非常に重要である。遷移金属や重金属試薬を有機反応に用いると所望の生成物から吸着しやすい金属種を完全に分離することは困難であり、医薬品合成の最終段階では大きな問題となる。一方、ヨウ素の場合、有機化合物からの分離は容易である。著者は遷移金属に似たヨウ素の酸化・還元機能に着目し、遷移金属錯体の替わりにヨウ素化合物を触媒に用い、毒性の強い重金属酸化物の替わりに過酸化水素を酸化剤に用いる、GSCに適う環境調和型酸化反応の開発に世界に先駆けて成功した。
これらの成果は有機分子触媒による実用性の高い酸化法として医農薬を含む化学産業の持続的発展に繋がることが期待されるので、GSCへ貢献する技術である。

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第4回GSC奨励賞の紹介④

酸化的カップリングにおける新規超原子価ヨウ素触媒法の開発
Development of New Hypervalent Iodine CatalyticMethod in Oxidative Coupling Reactions
立命館大学

土肥 寿文

酸化的カップリングは、炭素－水素結合を直接、官能基化や結合形成に用いるといった点で魅力的な合成戦略である。ここでは、超原子価ヨウ素触媒を持いたメタルフリーな芳香族酸化的クロスカップリングの最初の発見について紹介する。このグリーンな合成法は、様々なファインケミカルにみられる重要なビアリール化合物の生産に貢献できる新しいクロスカップリング戦略となる。

20世紀に日本人化学者により見出されたクロスカップリ
ング反応は、有機合成における複雑な分子の構築に優れた手法である。ここでは、新しい炭素－炭素結合の形成に、パラジウム錯体のような遷移金属触媒存在下、有機金属化合物（亜鉛；根岸、ホウ素；鈴木、など）と有機ハロゲン化物を用いてクロスカップリング反応を行うのが一般的である。しかしながら、この方法では金属やハロゲンで官能基化された有機化合物といった、あらかじめ活性化されたカップリング基質が等量必要であり、反応終了後に廃棄物や副生成物といったかたちで金属塩が常に生成してしまう。さらに、これらの基質を合成するためにいくつかの合成段階がしばしば必要となる。そのため、環境や経済面に関しては理想的な方法とはいえない。
酸化的カップリングはあらかじめ活性化された基質の合成が必用なく、合成段階を減らすことができるといった点で、理論的に最も直接的な合成経路である。さらにこの方法では金属塩に関して、廃棄物の生成を減らすことができる。このようなグリーンケミストリーとしての理想的な面がある一方、酸化的カップリングの研究では望みでないホモ二量体の生成や制御不可能な過剰酸化が問題となっていた。
我々は、超原子価ヨウ素反応剤を用いて、様々な電子豊富芳香族化合物の（Ar-H）のメタルフリーな酸化的クロスカップリングに世界で初めて成功した。この反応剤を用いることで、問題であったホモカップリングや過剰酸化が抑えられ、優れた収率で望みのクロスカップリング体が得られた。毒性が低く、温和な反応性を示し、入手容易かつ安定で、取扱い易いことから、超原子価ヨウ素反応剤は環境にやさしい酸化反応の開発おいて、金属酸化剤にかわる有望な酸化剤である。
さらに我々は今回、酸化条件下で高反応性の超原子価ヨウ素種を発生させるよう設計した有機ヨウ素触媒を用いて、酸化的カップリングの触媒化への改良に成功した。すなわち、2, 2’-ジヨードビフェニル触媒の使用が、アニリン類と芳香族炭化水素間の触媒的なクロスカップリングの鍵であることを見出した。これは２つの芳香族化合物の分子間での酸化的クロスカップリングにおいて、有機触媒を用いた初めての報告として重要である。
今後はこのような触媒制御が、メタルフリーな酸化的カップリング戦略におけるグリーンな合成法開発の新しいアプローチとして、活発になると期待している。ヨウ素は、日本が自給自足可能な数少ない元素資源の一つであり、多くのヨウ素化合物は金属元素に比べ長期毒性が低いため、天然資源に乏しい日本にとってその新しい利用用途の開拓は大きな利益となる。我々の研究の目的は、レアメタルを用いる合成法の未来代替として、超原子価ヨウ素反応剤の有用性を広げることであり、このような貢献を通じて、超原子価ヨウ素の化学もまた、21世紀の有機合成においてインパクトを与え続けることができるのでないかと考えている。

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JASIS 2015で新しいGSCをアピール
2014年に引き続き2015年も、（一社）日本分析機器工業会主催のJASIS 2015でJACIの活動を紹介する機会をいただきました。
そこで今回はJACIが7月に開催したGSC- 7のポストシンポジウムと位置付け、「未来のセンシング・IoT（Internetof Things）
・マイクロ化学 －GSCの新展開－」と題して、GSC- 7で提唱された新しいGSCの概念と、センシング等の技術がどのような関わりを持つのかを中心に討論がありました。
当日9月3日の午後、幕張メッセの国際会議場に50名を越える聴講者が集まり、IoTやマイクロ化学分野の第一線の学・産4名の講演者からGSCへの提言がありました。続く経済産業省も加わったパネルディスカッションでは、モデレーターの御園生誠 東京大学名誉教授より、lessnegativeからmore positiveへという新しいGSCの概念が様々な産業分野に対して大きな広がりを持つであろうという期待が示されました。IoTはモノがサプライチェーン全体で繋がることであるので、今後、化学産業もIoTを意識する必要があり、その意味でGSCは今後ますます重要になってくる、という認識で一致しました。

本57号のデザインを考案している12月初旬現在、パリではCOP21が開催されており、世界中が将来共生していくための案を模索しています。しかし各国の置かれた状況には想像以上に大きな隔たりがあることが露呈されています。いかに日本が環境先進国で、1997年に京都議定書を取りまとめた国であっても、ますます複雑化、混迷化していく国際社会情勢の中でリーダーシップを発揮し続けるのは容易ではないようです。とはいえ環境変化という現象に対処できるのが科学技術である事もまた事実です。GSCにもこれまで以上に国際的そして歴史観も踏まえた視点を盛り込んでいくことが必要とされる気がいたします。COP21の成功を祈り、どのような結論が示されるのか期待しています。本年もどうぞよろしくお願いします。

編集
後記

JACIニュースレター
発行
公益社団法人新化学技術推進協会（JACI）〒102-0075 東京都千代田区三番町2三番町KSビル2F
TEL：03-6272-6880
http://www.jaci.or.jp/
編集

JACI

総務部

JACIのGSCネットワークは、次の団体で構成されています。
（一財）化学研究評価機構、（公社）
化学工学会、（一社）
化学情報協会、関西化学工業協会、（公財）
京都高度技術研究所、（一社）近畿化学協会、ケイ素化学協会、合成樹脂工業協会、（公社）高分子学会、（公社）高分子学会高分子同友会、（公社）相模中央化学研究所、（国研）産業技術総合研究所、次世代化学材料評価技術研究組合、（一社）触媒学会、石油化学工業協会、（公社）石油学会、（公財）地球環境産業技術研究機構、（公社）電気化学会、（独）東京都立産業技術研究センター、日本界面活性剤工業会、（公社）日本化学会、（一社）日本化学工業協会、（公社）日本セラミックス協会、（一社）日本電子回路工業会、（一社）日本塗料工業会、日本バイオマテリアル学会、（公社）日本分析化学会、（一社）日本分析機器工業会、（公財）野口研究所、（一財）バイオインダストリー協会、（国研）物質・材料研究機構、（一社）
プラスチック循環利用協会、（公社）
有機合成化学協会、（国研）
理化学研究所8

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