hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
副腎不全時における低ナトリウム血症の原因解明の研究

1.副腎摘除ラットの視床下部室傍核のAVPとCRH。室傍核小型細胞のAVPとCRHの免疫染色性は、副腎摘除にて増大したが、これはデキサメサゾン投与にて抑制された。アルドステロン投与・脱水では変化をうけなかった。従って室傍核小型細胞のAVP産生は、副腎不全時増大していると考えられ、これはミネラルコルチコイド欠乏や脱水のためではなく、グルココルチコイド欠乏のためと考えられた。2.ヒト剖検例における視床下部室傍核でのAVPとCRHの共存とCRH神経線維の走行。室傍核小型細胞でのAVPとCRHの共存がみられた。CRH陽性線維は、室傍核より側方に弧を描く様に下行し、下垂体茎の方向に向っていた。3.ヒトおよびラット視床下部における新しい神経ペプチド。Calcitonin gene related peptide(CGRP),brain natriuretic peptide,melanin corcentratinghormone(MCH),cerebellinの4種ペプチドを検討したが、ラジオイムノアッセイにて高濃度の存在が認められた。免疫染色で、ヒト視床下部においてCGRPは室傍核・視索上核に、MCHは視床下部後部の乳頭体周囲に多数の陽性細胞がみられた。4.インスリン低血糖時の血漿AVP・ACTHの反応とCRH試験との比較。インスリン低血糖時のACTHの増加は、CRH試験時のそれと比較し約2.6倍であった。インスリン低血糖時には血漿AVPの増加がみられ、この増加は同時に水負荷を行っても十分な抑制はみられなかった。従ってインスリン低血糖時のAVP分泌が下垂体・副腎機能と密接な関係が有していると考えられた。上記の4研究の結果から、視床下部室傍核小細胞にCRHとともに存在するAVPが、副腎不全時の低Na血症発生に重要であると考えれらた。CGRP等の神経ペプチドの関与はさらに検討が必要と思われた。[方法]剖検で得られた10%ホルマリン固定ヒト視床下部組織をパラフィン包埋し、厚さ2.5μmの連続切片標本を作製し、これにPAP法による免疫染色を施行した。一次抗体として、AVPの側鎖認識抗体とAVPの環状構造認識抗体及び抗human,rat CRH抗体を用いた。パラフィン包埋視床下部組織の連続する3枚の切片のうち中央の切片を抗CRH抗体で、その前後の切片をAVP側鎖認識抗体と環状構造認識抗体でそれぞれ免疫染色を行った。[結果]抗CRH抗体では、視床下部房室核の小型神経細胞に免疫陽性反応が認められ、視束上核には免疫陽性反応は認められなかった。2種の抗AVP抗体では、両者供に、房室核の大型及び小型神経細胞と視束上核に免疫陽性反応が認められた。これらの3枚の連続切片で免疫陽性反応を示した視床下部房室核の小型神経細胞について、細胞の同一性を検討した結果、同一の小型神経細胞に抗CRH抗体及び2種の抗AVP抗体で免疫陽性反応が認められた。[考察]CRH陽性細胞に、AVPに特徴的な化学構造である側鎖構造と環状構造を有する物質が存在することより、CRHとAVPはヒト視床下部において、同一細胞に共存すると考えることができる。

以上より、CRHとAVPはヒトにおいて、視床下部房室核の同一の小型神経細胞より分泌され、下垂体でのACTH分泌刺激に関与していることが考えられ、一次性ないしは、二次性の副腎皮質機能低下症に認められる低Na血症の成因に、CRHと共存するAVPが重要な役割をはたしている可能性が示唆された。下垂体からのACTH分泌を刺激する視床下部ホルモンとして、corticotropin放射刺激ホルモン(CRH)とarginine vasopressin(AVP)が知られており、我々は、免疫組織化学的に、ヒト視床下部室傍核の小型神経細胞にCRHとAVPが共存することを明らかにした。内因性AVPのACTH分泌に対する影響を検討するために、正常男子8例において、CRH(100μg静注)試験、CRH(3.33μg/分、90分間)持続投与試験、視床下部を介してACTH分泌をもたらすインスリン(0.1単位/kg、静注)負荷試験(ITT)、さらに、水負荷(WL)、デキサメサゾン(Dx)2mgとWL前処理後のITTを行い、血漿ACTH、FとAVP濃の経時的測定を行った。〔結果〕同一正常者8例でのCRH試験、ITTの血漿ACTHの最大反応は各々、53.4±10.0,135.7±36.3pg/mlであり、後者が有意に大きかった。後者は、CRH大量投与となる持続投与郡の最大反応大きかったが、WLITT群とは差がなかった。血漿AVPは、ITTにおいて、前1.49±0.51pg/mlより、3045分に一過性の有意の上昇を認めた。WLITT群では,WL開始後3045分の0.89±0.21pg/mlより、血漿浸透圧の低下の得られているITT3045分に4.12±1.30pg/mlの有意の上昇を認めた。Dx2mgo前処置後のWLITT群で十分な低血糖の得られた例においては、ACTH,AVP,Fの反応を認めた。〔考察〕ITTによるAVP分泌反応に対する,WL後の血漿浸透圧の低下にすよ抑制は認められず,ITT時には、AVPの反応は、ACTHの反応と同様に、血漿浸透圧の低下の影響を受けないことが判明した。Dx投与後のWLITTでは十分な低血糖が得られにくく、再に系統が必要である。ITTによるAVPの分泌は、血漿浸透圧の低下による抑制をうけないで行われられると考えることができるが、このAVP分泌が室傍核の小型神経の分泌を反映しているかどうかは今後の検討が必要である。我々は、ヒト視床下部室傍核の小型神経細胞にcorticotropinーreleasing harmone(CRH)とarginine vasopressin(AVP)が共存することを免疫組織化学的に明らかにした。今回、室傍核神経細胞からの神経走行を検討するために、ヒト視下部において、新らたに、浮遊法による免疫染色を行った。又、本研究に関連して、新らたに発見されたpeptideであるcalcitonin geneーrelatedpeptide(CGRP)の視床下部における存在と局在部位について検討した。[方法,結果]1)剖検例の脳を10%ホルマリンにて固定後、視床下部をとり出し、ピクリン酸、グルタルアルデハイドを含む4%パラホルムアルデハイド溶液にて、48時間再固定した。0.01%デメチルスルフォキサイドを含む20%ショ糖溶液にて洗浄後、cryostatにて40μmのcoromal sectionを作製した。ABC法を用いた浮遊法によりCRHの免疫染色を行った。検討した7例全例において、室傍核小型神経細胞にCRHの存在が確認された。
絶対寄生菌の寄生性獲得戦略および非宿主抵抗性発現機構の解明

1)空気伝染性の病原糸状菌の感染は、宿主表面への胞子の付着から始まる。ムギ類うどんこ病菌の分生子は植物表面に接触すると直ちに液状物質(ECM)を分泌して付着すること、この分泌が発芽管突出位置を決定すること等を細胞学的に明らかにした。ECMは各種細胞壁分解酵素を含むことを生理学・分子生物学的に証明した。ECM分泌は本菌の病原性発揮の第一歩であることを示した。また、うどんこ病菌が感染したオオムギ子葉鞘内には受容性因子が出現することを示し、部分的定性分析結果を得た。因子の純化及び構造決定を続行中である。2)種々のアクチン細胞骨格阻害剤を用いた実験から、植物の抵抗性発現においてアクチン繊維の動的なリモデリングが重要な役割を果たしていることが明らかになった。この結果は、抵抗性関連物質やオルガネラの時空間的制御の重要性を示唆している。動物細胞では低分子量Gタンパク質のRacがアクチン細胞骨格の制御に中心的役割を果たしている。そこで、植物Racの機能を明らかにするため、タバコRac遺伝子をクローニングし、過剰発現体を作成した。この結果、Rac過剰発現体では、サリチル酸に対する感受性が高くなっており、Racが全身獲得抵抗性の誘導に関与する可能性が示唆された。3)15属にまたがる33種類のうどんこ病菌の18S,5.8Sおよび28S rDNAの塩基配列を決定し、それらの系統関係を推察した。Uncinula septataを除くすべてのうどんこ病菌が大きな一つのクレードを形成し、U.septataはそのクレードの基部に位置した。U.septataを除くうどんこ病菌は5つの主要な系統群を形成した。いくつかの主要な特徴の祖先形質と派生形質について論議した。長い間祖先形質であると考えられて来た菌糸状の付属糸は、むしろ派生形質であり、収斂的に多数回にわたって出現したと考えられた。Euoidium型のアナモルフとこん棒上の発芽管は祖先形質であり、Pseudoidium型のアナモルフと拳状の発芽管は派生形質と考えられた。表皮寄生性と閉子のう殻内の複数の子のうは祖先形質であり、内部寄生性と単一の子のうは派生形質と考えられた。1.病原菌の環境適応戦略の解明Erysiphe属Erysiphe節とMicrosphaera属との系統関係を明らかにするため、rDNAITS領域の塩基配列データを用いて系統樹を作成した結果、両属の近縁性が支持された。しかし、Erysiphe属菌とMicrosphaera属菌はそれぞれ単系統のクラスターを形成せず、互いに混ざり合った複数の小クラスターを形成した。このことは両属の分化が1回の出来事によって起こったのではなく、2回以上にわたって独立に起こったことを示唆した。2.病原性獲得機構の解明

(1)病原菌分泌物の細胞生物学的、分子生物学的解析ムギ類うどんこ病菌分生胞子が疎水性膜に接触すると、直ちに液状物質を分泌することを顕微鏡観察で実証し、この液状物質は細胞壁分解酵素セルラーゼ、キシラナーゼ、ペクチナーゼを含むことを明らかにし、これらの酵素に接触した宿主の生理的変化を検討中である。比較のために、トウモロコシ炭そ病菌分生胞子のたんぱく、糖質を含む分泌物も解析し、形態形成との関連性を検討した。(2)病原菌の受容性誘導因子の解明ムギ類うどんこ病菌を接種したオオムギ子葉鞘から抽出した低分子水溶性画分中に、非病原菌の感染を誘導するニンヒドリン陽性物資を見い出した。病原菌が宿主に定着すると、受容性誘導因子が宿主内で合成されることを示唆した。3.非宿主抵抗性発現機構の解明糸状菌に対する植物の侵入抵抗性には細胞骨格の一つであるアクチン繊維が関与することが明らかになった。そこでアクチン遺伝子をクローニングし、パーティクルガンを用いてオオムギ子葉鞘細胞で過剰発現させたが、抵抗性の増強は認められなかった。一方、細胞内に大量に存在するとアクチン繊維を破壊するプロフィリンを過剰発現させると抵抗性が抑制された。以上の結果から、抵抗性発現にはアクチンが重要であることはほぼ間違い無いが、アクチン繊維の構築状態の調節など高次の制御が最も重要であることが示唆された。1.病原菌の環境適応戦略の解明15属33種類のうどんこ病菌について18S,5.8S,28SrDNAおよびITS領域の塩基配列を決定した。供試した全てのうどんこ病菌は明瞭な単系統群を形成し、単一の祖先種から派生したことが示された。本菌にもっとも近縁な姉妹群はホネタケ目のMyxotrichaceaeであった。Uncinula septataがうどんこ病菌全体の基部に位置し、残りすべてのうどんこ病菌は一つの大きなクレードを形成した。このクレードはアナモルフにより明瞭に特徴づけられる5つの主要な系統群に分割された。2.病原性獲得機構の解明ムギ類うどんこ病菌の分生胞子が疎水性基質に接触すると直ちに液状物質を分泌すること、また、液状物質はタンパク性物質を含み、その一部にペクチナーゼを含むことを明らかにした。さらに、本菌のポリガラクチュロナーゼ、ペクチンリアーゼ、ペクチン酸リアーゼ遺伝子は、形態形成並びに病原性過程の異なる時期に発現することを報告した。ムギ類うどんこ病菌が感染したオオムギ子葉鞘細胞では、接種後18時間目までに低分子、水溶性の受容性因子が合成されること、この因子の画分はUV照射、ニンヒドリンに陽性であること、この因子画分で処理した子葉鞘細胞には非病原菌も感染できることを証明し、受容性誘導機構解明の手掛かりを得た。3.非宿主抵抗性発現機構の解明タバコおよびオオムギより、アクチンおよびアクチン細胞骨格の制御に関与すると考えられるRac遺伝子をクローニングすることに成功した。いずれの植物においても各遺伝子は遺伝子族を形成しており、病原菌接種を含む各種環境ストレス下では遺伝子毎に発現パターンが異なっていた。発現解析の結果よりストレス応答性のあるRacアイソタイプ遺伝子を選び、人工的に点突然変異を導入した。現在この異変Rac遺伝子をタバコに導入して形質転換体を作成し、Racが耐病性や環境ストレス応答にどのように関与しているかを検討中である。1)疎水性基質に接触したムギ類うどんこ病菌分生子の直下に出現する液状物質(Extracellular Matirix:ECM)の意義を解析した。胞子はECMによって疎水性基質に付着し、ECM出現領域から発芽すことによって発芽管を基質表面に確実に伸長させることを明らかにした。
脳由来神経栄養因子による神経変性疾患の治療

BDNFはin vitroでventral midbrain由来のdorpaminergic neuronの生存を直接促進することが報告されており、in vivo実験系で猿パーキンソン病モデルにおけるBDNFの効果を検討した。成熟ニホンザルにmethy1-4-pheny1-1、2、3、6-tetrahydropyridine(MPTP)を静脈内投与することによってパーキンソン病モデルを作製した。体重約7Kgの日本ザルを以下のような3群に分けた。group Iは、観察期間中、全く神経脱落症状が認められずMonkey Parkinsonian Rating scaleは0点であった。group IIは、MPTP処置後第一週はパーキンソン徴候を認めなかったが、第二週には、寡動等の軽度のパーキンソン徴候を認めた。group III(non-BDNF group)は、MPTP処置後第一週の後半より寡動、強直、振顫等の軽度のパーキンソン徴候が出現し、第二週には、神経症状の悪化が認められた。第二週には、無効となり、自力で食物摂取が不可能となったため、胃内チューブを挿入し、水分、流動食の補給を行なった。Rating scale上BDNF投与群、非投与群間には統計学的にも有意な行動上の差異が認められた。重度のパーキンソン症状を示した群では組織学的検討で黒質ドーパミン細胞の著名な脱落が観察され、臨床症状と組織学的所見には高い相関が認められた。組織標本上で細胞体が250μm^2以上の大型の神経細胞はBDNF投与群で有意に保存されていることが明らかとなった。したがって、MPTP投与による猿パーキンソン病モデルに対し、BDNFの脳室内投与が効果を持つことが神経学的徴候からもまた組織学的にも確認された。
一次元高伝導マクロ環分子性金属錯体の合成と物性に関する研究

私達は低次元高伝導性を有する分子性金属、特にフタロンアニン金属錯体の開発及びその構造・電気伝導性・磁気的性質等の物性に関する研究を行ってきた。これまで行なわれている同種の研究ではd電子を有する金属を中心金属としているため、私達が望む有機配位子上の酸化・還元は難しいと考え、典型元素を中心金属とする導伝性金属錯体の合成を中心とした、。その結果、現在合成に成功している例はリチウムフタロシアニンラジカル(図1)とケイ素を含むナフタロシアニン錯体(図2)である。前者の合成及び結晶作製には本研究費で購入した備品により行った。前者はその磁気モ-メントの温度依存性が興味ある挙動を示したため、そのX線構造及び単結晶による電気伝導度の温度依存性に注目した。その結果、電気伝導度は半導体的であったが、X線構造の温度変化は興味ある結果を示した。即ち、フタロシアニン環のC_αーC_β結合が有意に延びており、ラジカル電子がこの結合軌道上に局在化していることを示している。又、温度下降と共にC_α原子が接近し、軌道のより大きな重なりを示すことが分かった。更にこの錯体はKB_γ単結晶上への薄膜化に成功し、電子線回折の実験から数種の多系の存在も明らかなった。それぞれの結晶系の物性については今後その詳細を明らかにする予定である。又、ケイ素ナフタロシアニンについては現在構造のみの情報しか得られてないがその物性についても検討する予定である。
海底土壌中のテトロドトキシンの同定と海底土壌細菌からの生合成遺伝子の探索

テトロドトキシン(TTX)はフグ毒として知られるが、海洋では他にカニ、タコなど、また陸上ではイモリ、カエルに存在する。起源生物は細菌としているが、どこで膨大なTTXが生産されるのか、なぜ、広範な生物が毒化するのかわかっていない。本研究は、日本でTTXが発生している地域の二枚貝や海底土壌を分析し、TTXが検出されるのか明らかにする。さらに、TTX陽性の土壌中微生物のDNAを抽出し、TTX生合成遺伝子を得ることに挑戦する。
抵抗性昆虫の出現を許さない次世代型Ｃｒｙトキシンの開発

蚊は重篤な症状を引き起こす流行病(デング熱、マラリア等)を媒介する要防除害虫である。本研究ではヒトや環境に安全且つ持続的に利用可能な蚊防除システムを土壌細菌Bacillus thuringiensis由来の昆虫特異的トキシンを利用して構築しようとした。本研究では様々な殺蚊トキシンを大腸菌で効率よく生産するシステムを構築すると共に、組換えトキシン間の作用機構上の差異、複数同時使用時のトキシン間干渉作用を明らかにした。トキシンの作用機構の解析:Cry11AaドメインIIの分子表面に露出する4つのループ構造(α8、13)を標的としたアラニンスキャニング解析を行った。ループの領域を3つに分割して考え、それぞれをアラニンに置換した12種類の変異体を構築した。ループα8及び1、3を置換した変異体で殺虫活性が失われ、これらのループが受容体結合に関与する可能性が示された。しかし天然の遺伝子を基に構築した変異体の生産効率は非常に低く、本年度構築した人工遺伝子を用いて再実験を行う必要がある。一方、QCMデバイスを用いた解析によって、Cry4AaのドメインIIIが標的組織膜タンパク質と高い結合親和性を示すことが明らかになった。ドメインIIIは糖、特にGalNAcやFucose残基を介して標的組織と相互作用する可能性が考えられた。トキシンの相互作用解析:Cry4Aa、Cry11Aa、Cyt1Aaの相互作用解析する目的で、アカイエカ幼虫を用いた予備的なバイオアッセイを行った。Cry4Aa-Cry11Aa間では阻害が、Cry11Aa-Cyt1Aa間では協調作用が観察された。抵抗性昆虫の出現を許さない次世代型Cryトキシンの開発を目指して、本年度は以下の項目について重点的に研究を進めた。トキシン間相互作用の解析:複数のCryトキシンを投与した場合に起こるトキシン間の相互作用(協調or阻害)を解析するため、トキシン生産システムの確立とバリエーションの拡充を図った。まず前年度構築した人工Cryトキシン遺伝子(cry4Ba-S1、cry11Aa-S1、cyt1Aa-S1)を用いて、これらトキシンの生産を試みた。その結果、大腸菌での大量発現は達成できたものの、期待通りの可溶性タンパク質として生産できたものはCyt1Aaのみで、Cry4BaとCry11Aaについては大部分が不活性な凝集体を形成した。本研究で採用したpGEXシリーズ以外のベクター系の利用を検討中である。また本年度はisraelensis株以外のBt菌に由来する殺蚊Cryトキシン(Cry2Aa、Cry11Ba、Cry19Aa)についても大腸菌での発現用にコドンを改変した人工遺伝子をデザインして構築した。殺蚊トキシンCry4Aaの解析:Cry4Aaに由来するポリペプチドとアカイエカ幼虫から抽出した刷子縁膜タンパク質間の結合親和性を解析した結果、ドメインIIのループα8及び1とドメインIIIに相当するポリペプチドがCry4Aaと同等の高い親和性を示した。これらに含まれる機能構造が受容体との相互作用に関与する可能性が示唆された。また各種糖やキレート剤、2価陽イオンで処理したCry4Aaやアカイエカ幼虫を用いるバイオアッセイから、GalNAcやFucose、Mg2+イオン、プロテインキナーゼA阻害剤がCry4Aaの殺虫活性に影響することが示唆された。実験結果はCry4Aaの殺虫活性が小孔形成やシグナル伝達経路などを含む複数の経路で構成される可能性を示唆した。本研究ではヒトや環境に安全、且つ持続的に利用可能な蚊の防除システムをBt菌由来の殺蚊トキシンを利用して構築しようと考えている。本年度は「様々な殺蚊トキシンの生産」及び「殺蚊トキシンの作用機構の解析」、「トキシン間相互作用の解析」の3点に注目して解析を進めた。トキシン生産系の構築:本年度はBT菌亜種kurstaki HD1に由来する殺蚊トキシンCry2Aaと亜種jegathesanに由来する殺蚊トキシンCry11Ba及びCry19Aaの大腸菌での生産を行った。トキシンの人工遺伝子を構築して大腸菌での発現を試みた結果、Cry11Baの大量生産に成功した。組換えCry11Baのアカイエカ幼虫に対する殺虫活性は極めて高く、亜種israelensis由来の殺蚊トキシンCry4AaやCry11Aaよりも10倍強い活性を示すことが明らかになった。一方Cry19Aaの発現は大腸菌の増殖に影響し、発現量の多かったCry2Aaも不溶化画分に局在したため、生産条件を最適化中である。殺蚊トキシンの作用機構の解析:Cry4Aaの作用機構は他の多くのCryトキシンと異なることが考えられる。本年度はCry4Aaが標的組織膜上の糖鎖と相互作用する可能性を調査した。

Cry4Aaを単糖(GalNAc, GlcNAc, galactose, mannose, fucose)で処理すると、GalNAcで処理した場合のみ殺虫活性が大幅に上昇した。またCry4AaはGalNAc固定化ゲルに特異的に吸着し、レクチン活性を示すことが明らかになった。GalNAcを含む受容体糖鎖との相互作用がCry4Aaの作用機構において重要と考えられた。トキシン間相互作用:作用機構の異なるトキシンを組み合わせることで、殺虫活性の上昇や抵抗性昆虫の出現を抑制することが期待できる。本研究でも様々な殺蚊トキシンを組み合わせて殺虫活性の変動を解析した結果、Cry4AaとCry11Baを混合することで、殺蚊活性が大幅に上昇することが明らかになった。26年度が最終年度であるため、記入しない。昆虫病理学26年度が最終年度であるため、記入しない。既存のCry4Aaに加え、3種の殺蚊トキシン(Cry4Ba、Cry11Aa、Cyt1Aa)をコードする人工遺伝子が構築できた。これでBtiが生産する4種の殺蚊トキシン全ての人工遺伝子が揃い、トキシン間の相互作用を総合的に解析する準備が整った。Cry4AaやCry11Aaの殺虫活性に関わる機能構造についても解析が進み、Cry4AaについてはドメインIIIが、Cry11AaについてはドメインIIのループα8及び1、3がその殺虫活性に関与する可能性が明らかになるなど具体的な成果が挙がりつつある。殺虫剤に対する抵抗性を発達させた昆虫の出現を防ぐため、作用機構の異なる複数のトキシンを同時に使用する方法が有効である。そのためには利用可能なCryトキシンのバリエーションを充実させ、各々の作用機構を理解することが重要である。また複数トキシンを同時に投与した場合に起こる相互作用についても解析を進めておく必要がある。利用可能なCryトキシンについては、israelensis株に由来する4種の殺蚊トキシン(Cry4Aa、Cry4Ba、Cry11Aa、Cyt1Aa)に加え、新たに3種の殺蚊トキシン(Cry2Aa、Cry11Ba、Cry19Aa)をコードする人工遺伝子が構築できた。一方、Cry4AaとCyt1Aaについては生産システムが確立できているものの、Cry4BaとCry11Aaについては活性のあるトキシンを十分に生産できていない状況にある。この問題については新しい発現ベクター系を導入することで対応しようと考えている。本年度はCry4Aaの殺虫活性に影響する因子について解析を進め、GalNAcやFucose、Mg2+イオン、プロテインキナーゼA阻害剤などの因子を特定した。これらは作用機構に密接に関連していると考えられ、Cry4Aaの作用機構の全体像を解明するのに大きく寄与すると考えている。(1)構築した人工遺伝子を用い、Btiトキシン(Cry4Ba,11Aa,Cyt1Aa)を大腸菌で効率的に生産するシステムを構築する。バイオアッセイの結果を変異体の構築にフィードバックできる系の確率を目指す。(3)Btiトキシン、特にCry4Aaと11Aaの変異体を構築し、殺虫活性に関与する機能構造の特定をさらに進める。機能構造の改変・移植によって新しい殺虫活性が生み出される可能性を探る。(2)生産系の確立できたものからアカイエカ幼虫に同時投与し、殺虫活性の変動を観察することでトキシン間の相互作用(競合or協調)を観察する。適宜変異体を構築して相互作用に直接作用するトキシン内の機能構造を特定する。
企業間比較を可能にする環境パフォーマンス評価法の研究

環境報告書に開示される,複数の環境負荷物質の排出量を統合的に評価し,排出量の非開示企業に対して,開示インセンティブを与え,公平な比較を行う環境パフォーマンス評価法を開発した。複数の物質排出量を単一指標に統合するためJEPIX2010 (Environmental Policy Priorities Index for Japan)を算定し,非公開排出量ペナルティ法を組み込んだ評価ツールを開発した。そして実際のデータで企業評価を行い,企業間での比較が可能であることを確認した。これは,財務的評価と組み合わせることで,投資家にとって有益な情報となり,企業間の競争促進による環境負荷低減が期待できる。本研究は、企業間比較を可能にする環境パフォーマンス評価法を開発する。環境パフォーマンス評価手法は、主として、1つの企業の環境パフォーマンスの推移や、特定の製品の環境性能を同じ会社の従来製品と比較する範囲に留まっており、企業間の比較が困難である。これは、企業や製品によって、評価の観点が異なったり、情報開示のレベルが異なったりすることに因る。本研究では、これらの問題を解決し、環境パフォーマンスの企業間比較を可能にする方法を明らかにする。比較可能な環境パフォーマンス評価法を提供することで、企業と外部ステークホルダとの間の情報の非対称性が軽減し、企業間の競争を促進し、環境負荷低減を実現できる。本研究では、企業間比較の方法として、JEPIX (Environmental Policy Priorities Index for Japan:環境政策優先度指数)を用いる。JEPIXは統合化手法と呼ばれ、複数の環境負荷物質の排出量データを、単一の環境負荷量に変換する。JEPIXは、企業の環境負荷排出量を出口側で評価する、客観的な評価方法と考えられるためである。JEPIXは環境負荷物質排出の政策目標と現状排出量の乖離度を重み付けするため、現在の政策目標に基づく数値を利用する必要がある。環境政策で着目する環境側面(カテゴリ)の変化や、様々な環境対策により現状排出量が変化に対応して、昨年度よりJEPIX2010を改訂しているが、本年度は算定結果について産業界の実務家や環境研究の専門家と妥当性のレビューを行い、エコファクタによるパフォーマンス評価を行う計算プログラムを開発した。また、JEPIX2003との比較評価を行なった。これらの研究成果は、研究成果を国際学会(1件)、国内学会(1件)で発表した。本研究では,企業間比較を可能にする環境パフォーマンス評価法を開発する。この方法では,環境報告書に開示されている,複数の環境負荷物質の排出量を統合評価するため,JEPIX (Environmental Policy Priorities Index for Japan:環境政策優先度指数)を改訂し用いる。JEPIXは,目標までの距離(Distance to Target)概念に基づき,各環境負荷物質に対して,その物質の環境政策に基づく目標排出量と実際の排出量との乖離を評価し,単位排出量あたりの環境負荷を示すエコファクタを与える。これにより,複数の環境負荷物質量を単一の環境負荷量に変換できる。排出量を開示していない企業に対しては,非公開排出量ペナルティ法による開示インセンティブを与え公平な企業間の比較を行うことを基本とする。過年度までに,最新の排出量インベントリデータと法規制に基づくJEPIX2010を算定し,JEPIX2010と非公開排出量ペナルティ法を組み込んだパソコン版の評価ツールを開発している。これにより,地球温暖化物質,オゾン層破壊物質,COD, BOD,全燐,全窒素,廃棄物,SPM,ダイオキシン類,揮発性有機化合物に対する排出量評価が可能になった。本年度は,開発した集計ツール用いて,環境報告書に開示されている実際の企業データを用いて,自動車業界および精密機器業界に対して環境パフォーマンス評価を行った。これにより,企業間での環境パフォーマンス評価が可能であることが確認された。環境負荷物質排出量に基づく企業評価は,財務的評価と組み合わせることで,投資家にとっても有益な情報となり,企業間の競争促進による環境負荷低減が期待できる。本年度は,提案方法の応用として,収益性評価を考慮した環境ポートフォリオの実現可能性についての検討を行った。

JEPIXは、企業の環境負荷排出量を出口側で評価する、客観的な評価方法と考えられるためである。JEPIXは環境負荷物質排出の政策目標と現状排出量の乖離度を重み付けするため、現在の政策目標に基づく数値を利用する必要がある。JEPIX2003が開発されてから8年になるが、この間、環境政策で着目する環境側面(カテゴリ)が変化し、様々な環境対策により現状排出量が変化した。また、エコファクタ算定に必要なインベントリデータが新たに利用可能になり、関連する法規制もいくつか改訂された。本年度は、2010年版のJEPIXの改訂を行い、JEPIX2010エコファクタを算定した。JEPIXの算定方法と算定結果については、産学の専門家より妥当であるとの評価を頂いている。また、JEPIX2010を環境パフォーマンス評価に利用する環境は整いつつある。しかし、実務レベルでの利用のためには、ポスト京都議定書やVOC規制への対応方法について検討する必要がある。また、非開示情報を推定し比較する企業間で開示レベルをそろえて比較するた方式については、基本的な推定方法やその妥当性については、本年度の課題としたい。本年度は、主に、環境負荷物質の排出量をベースにした手法であるJEPIX2010の開発を行った。また、製品について企業間比較を可能にする評価法を開発した。しかし、企業によって、排出量の開示範囲集計範囲について、推測値を用いて統合し比較する方法については、予備検討の範囲にとどまっている。これは、研究協力者および産業界の協力メンバとの議論のなかでJEPIX2010を早期に試用したいとの要望があり、JEPIX2010の研究優先度を上げたためである。本年度は3年間の研究年度の最終年度として研究のまとめを行う。これまでに、算定したJEPIX2010と作成した簡易計算ツールと、非公開排出量ペナルティ計算のプログラムを統合し、企業の環境パフォーマンスの総合的評価ならびにパフォーマンス比較における課題のまとめを行う。対象は精密機器業界と自動車業界をを予定している。本年度は、当初、海外での成果発表を予定していたが、研究計画の変更により、適切な国際会議との日程があわなくなり、旅費の使用を次年度に持ち越すこととした。次年度は、JEPIX2010については、エコファクタの適用を容易にする計算プログラムを開発し、適用と評価の効率化を図る。これにより、基本となる排出量評価の尺度が確立するので、排出量推測値による統合評価について研究の重点を移す。環境負荷データを収集・整理して、環境パフォーマンス計算を行うための謝金(アルバイト)を使用する予定である。
疎水性ゲルを添加した溶媒抽出系の抽出能および分離能増大効果に関する基礎研究

溶媒抽出法は目的とする金属イオンと選択的に錯生成を行う有機配位子を用いて金属イオンを錯体の形で有機相へ抽出する方法である。しかしながら、クロロホルム、ジクロロエタンおよびベンゼン等の環境や人体に著しい悪影響を与える有機溶媒の使用が不可欠である。また、高効率で金属を回収するためには選択性の高い有機配位子の開発も必要不可欠である。本研究では協同抽出とは異なり、高い抽出能力と高い選択性を両有し、汎用性に富む溶媒抽出系の開発を目的とし、通常の抽出系に疎水性シリカゲルを添加する新規な抽出系の開発を目的とし、以下のことを明らかにした。。溶媒効果:誘電率の低く、抽出化学種の溶解性が低い溶媒を用いるほど抽出能の向上効果は大きい。分配機構:分配機構は通常の溶媒抽出系に、有機相とゲル相との間の分配を考えるだけでよいとわかった。従って、抽出定数は通常の抽出系に抽出定数と有機相とゲル相との間の分配定数P'を用いて表すことが可能であり、P'は小さな錯体ほど大きい傾向にあることがわかった。錯体の構造解析:疎水性シリカゲルに分配した錯体の構造をESRを用いて解析したところ、ゲル相中でも溶液中や固体と同様の構造を維持していることがわかった。その際シリカゲル表面のシラノール基との相互作用は見られないこともわかった。疎水性吸着材を用いた抽出系の基礎検討:シリカゲルの代わりにゼオライトを用いて合成した疎水性ゲルを用いて抽出実験を行ったが、抽出能の増加効果は見られなかった。この理由は今のところ不明であるが、合成原料に塩素が含まれていたためではないかと推測している。緒言溶媒抽出法は重金属の分離回収操作において最も有用である。溶媒抽出法では、金属錯体の有機溶媒中への溶解度が大きいハロゲン化炭化水素を主に用いてきた。しかしこれらの有機溶媒はオゾン層破壊など環境に著しい悪影響を与えるため使用できない方向にあり、これらの有機溶媒を用いない溶媒抽出法の開発を行う必要がある。本研究は、有害なハロゲン化炭化水素を用いない抽出系の構築を目的とし、環境に対して低害あるいは無害の有機溶媒を用いた抽出系に、アルキル基を結合させたシリカゲルを添加し、抽出化学種が疎水性ゲル相へ抽出効率ならびに選択性の向上を目指した。実験アルキル基を導入した疎水性シリカゲルは定法に従って合成した。この疎水性シリカゲルを通常の抽出系に添加し金属院の抽出実験を行った。本年度は抽出試薬の疎水性の大きさと抽出定数の増加の関係を、アルキル基の長さを変えて疎水性を制御したオキシン誘導体を合成して、これらを用いた遷移金属の溶媒抽出実験を行い検討した。結果と考察疎水性シリカゲルをオキシン誘導体を用いた抽出系に添加すると、全ての抽出系において抽出能が増加する事がわかった。また、用いた抽出試薬の疎水性が大きくなるに従って抽出能の増加は小さくなった。これは疎水性の大きな抽出試薬を用いて抽出された錯体は、すでに有機溶媒への溶解度が非常に大きく、従って相対的に疎水性ゲル相への分配が小さいため見かけ上抽出定数の増加が小さいと考えられる。。
干渉抑圧機能とセキュリティ機能を有する全光CDMA

全光通信に向けて電気信号への変換を伴わない全光信号処理や全光信号処理を行う光CDMAが注目されている。光CDMAシステムにおいて,全光デバイスからなる干渉抑圧器を提案した。提案した干渉抑圧器はマッハツェンダー干渉計の両アームに量子ドット光増幅器をそれぞれ配したものであり、波動方程式とレート方程式を数値解析することにより量子ドット光増幅器の動作を解析し、提案する干渉抑圧器が閾値処理機能を有する全光機能デバイスとして動作することを確認した。シミュレーションによりランダムデータを送信し受信信号からアイパターンを求め動作を確認した。また提案デバイスが全光CDMAに適用可能か検証するため、光CDMAのクロックと信号のタイミングのずれの影響も評価した。また、光CDMAの干渉を除去するデバイスとして、全光信号処理の実現のための最も基本的な素子として全光NORゲートがある。本研究では、量子ドット半導体光増幅器の内部で生じる非線形光学効果を用いた全光NORゲートを構築し、シミュレーションにより性能評価を行った。これらに加えて、光CDMA信号の受信後の信号処理デバイスとして、多入力の全光OR回路を提案し、簡単な構成で、かつ高品質で動作することを確認した。このデバイスにより、受信後の光信号処理部において、回路が簡略化することができる。一方、セキュリティ対策として、暗号分野で注目を集めている超軽量暗号に着目し、超軽量ブロック暗号QTL-64の不能差分攻撃耐性の評価を行った。平成30年度は、当初の計画通り、3.干渉を抑圧した全光CDMAシステムの特性評価4.干渉を抑圧した全光CDMAにおける暗号攻撃法に対するセキュリティ強度の評価を主として実施した。長周期符号を用いた光CDMAシステムの符号の相互情報量特性について補足的な検討も行った。また、セキュリティ対策として、超軽量ブロック暗号QTL-64の不能差分攻撃耐性の評価を行った。以上の理由により、概ね順調に進展していると判断する。令和元年度は、5.提案した光CDMAにおける量子ドット光増幅器の不均一性の影響の検討を行い、提案研究の完成を目指す。すなわち、干渉抑圧に用いる2つの量子ドット光増幅器の特性が異なる場合の検討を行う。量子ドットの表面密度および線幅増大係数に差異があるという条件の下、注入電流の値を変化させながら干渉抑圧能力を確保する。数値解析およびシミュレーションによりこれらの検討を実施する。提案システムのうち、QD-SOAの部分はソフトウェアであるOptiSystemで解析を行い、その他の部分についてはランダム信号を発生させながら、シミュレーションによりアイパターン、消光比、誤り率を求める。以上の研究計画により応募する研究の最終結果が得られる。現在の光通信では、光信号を電気信号に変換した後に信号処理を行っており、この電気信号処理が通信速度を制限している。この問題を解決するための技術として、電気信号への変換を伴わない全光信号処理や全光信号処理を行う光CDMAが注目されている。提案した干渉抑圧器は両アームに量子ドット光増幅器をそれぞれ配したマッハツェンダー干渉計であり、波動方程式とレート方程式を数値解析することにより量子ドット光増幅器の動作を解析した。これにより、提案する干渉抑圧器が、時間ゲート処理と閾値処理機能を有する全光機能デバイスとして動作することを確認し、シミュレーションによりランダムデータを送信し受信信号からアイパターンを求め動作を確認した。その結果、提案した回路が従来型の回路よりも簡単な構成で、かつ高品質で動作することが確認された。また、干渉を除去しきれない場合の誤り訂正符号としてLDPCを改良した。さらに、セキュリティ対策として、ブロック暗号および軽量暗号の階差パス解析を行った。申請時の平成29年度の研究計画として、1.全光CDMAの受信器に用いる干渉抑圧器の提案と基礎特性の評価2.多値・長周期符号を用いた光CDMAシステムの符号の構築および相互情報量特性の評価があった。これらと比べ、概ね順調に推移してきている。また、平成30年度の研究計画である4.干渉を抑圧した全光CDMAにおける暗号攻撃法に対するセキュリティ強度の評価についても部分的に結果が得られている。本研究では、量子ドット半導体光増幅器の内部で生じる非線形

光学効果を用いた全光NORゲートを構築し、シミュレーションにより性能評価を行った。これらに加えて、光CDMA信号の受信後の信号処理デバイスとして、多入力の全光OR回路を提案し、簡単な構成で、かつ高品質で動作することを確認した。このデバイスにより、受信後の光信号処理部において、回路が簡略化することができる。一方、セキュリティ対策として、暗号分野で注目を集めている超軽量暗号に着目し、超軽量ブロック暗号QTL-64の不能差分攻撃耐性の評価を行った。平成30年度は、当初の計画通り、3.干渉を抑圧した全光CDMAシステムの特性評価4.干渉を抑圧した全光CDMAにおける暗号攻撃法に対するセキュリティ強度の評価を主として実施した。長周期符号を用いた光CDMAシステムの符号の相互情報量特性について補足的な検討も行った。また、セキュリティ対策として、超軽量ブロック暗号QTL-64の不能差分攻撃耐性の評価を行った。以上の理由により、概ね順調に進展していると判断する。平成30年度は、当初の計画通り、3.干渉を抑圧した全光CDMAシステムの特性評価4.干渉を抑圧した全光CDMAにおける暗号攻撃法に対するセキュリティ強度の評価を主として実施する予定である。また、長周期符号を用いた光CDMAシステムの符号の相互情報量特性について補足的な検討をする。さらに平成31年度は、5.提案した全光CDMAにおける量子ドット光増幅器の不均一性の影響の検討を実施する予定である。令和元年度は、5.提案した光CDMAにおける量子ドット光増幅器の不均一性の影響の検討を行い、提案研究の完成を目指す。すなわち、干渉抑圧に用いる2つの量子ドット光増幅器の特性が異なる場合の検討を行う。量子ドットの表面密度および線幅増大係数に差異があるという条件の下、注入電流の値を変化させながら干渉抑圧能力を確保する。数値解析およびシミュレーションによりこれらの検討を実施する。提案システムのうち、QD-SOAの部分はソフトウェアであるOptiSystemで解析を行い、その他の部分についてはランダム信号を発生させながら、シミュレーションによりアイパターン、消光比、誤り率を求める。以上の研究計画により応募する研究の最終結果が得られる。平成29年度の残額が75,500円となり、平成30年度の経費と合わせてシミュレーション用コンピュータを購入したほうが、研究の推進に有効と判断したため、次年度使用額が生じた。507円という端数が残ったため、次年度使用とした。
イロカノ語諸方言の空間表現の文法：意味と言語使用に基づく言語記述研究

本研究では、イロカノ語の2方言が物体の空間的位置をどのように表現するかを、音声・映像データの収集に基づき明らかにする。さらに、収集した自然談話・会話の音声と映像の資料からデータベースを構築し、今後様々な研究に利用するための言語資源を構築することを目的とする。本研究は二つの段階から構成され、第一段階で個別方言の記録および記述を行い、第二段階で個別方言の研究を統合し、言語類型論的観点からイロカノ語の空間表現の一般性と特殊性を考察する。
非局所作用素のポテンシャル論

今年度も京都大学数理解析研究所においてWang氏と定期的にインフォーマルなセミナーを行い、また海外から研究者を招聘してWang氏を交えて議論を行うことで、以下の進展が得られた。1)広い範疇のsubordinatorから作られる一般化された分数冪時間微分熱方程式の弱解の存在と一意性、そして解の確率論的表現について解析した。さらにこのような分数冪時間微分熱方程式の熱核の精密な上下評価を導出した。この結果は、Wang氏とZ.Q. Chen氏、P. Kim氏との共著論文にまとめ、雑誌に掲載予定である。2)長距離の飛躍を持つランダムコンダクタンスモデルで、特にコンダクタンスの形が安定過程型の場合に、コンダクタンスのある種の可積分条件の下で、媒質のランダム性に関して確率1でスケール極限が安定過程になることを証明した。この研究は、Wang氏と積み上げて来たstable-like processの熱核評価、ハルナック不等式の安定性の研究を発展させる方向であり、ランダムな非局所作用素のhomogenizationの問題にも繋がる重要性を持つ。現在、当該研究の成果をWang氏とX. Chen氏との共著論文として執筆中である。3)確率過程のthick pointの大偏差原理に関するDembo氏、Wang氏との共同研究は、技術的問題点が依然完全にはクリアできていない状況であるが、係数が周期関数かつ連続関数である場合には、divergence formの枠内で議論が進みうるという手応えを得ている。さらに議論を進め、共同研究の形にまとめることを目標としている。Wang氏とは今後も継続的に共同研究を行うことで合意を得ている。本研究で得られた安定性理論をさらに発展させて行きたいと考えている。29年度が最終年度であるため、記入しない。Wang氏と熊谷が、京都大学数理解析研究所において定期的にインフォーマルなセミナーを行う中で、以下の2つのテーマについて進展が見られた。1)安定過程型の熱核評価について、Levy密度関数の摂動に関する安定性の問題を取り扱った。d次元正方格子でパラメータが2未満の場合については、既にBarlow-Bass-Kumagaiによる結果が知られているが、本研究では一般の測度付き距離空間で議論を行うためパラメータが2以上の場合も一般に扱い、安定性を保つような熱核評価の同値条件を与える事で、摂動安定性の証明に成功した。現在、本研究をハルナック不等式も含めた範疇に深化させる方向で研究を進めている。2)飛躍型確率過程に関する重複対数の定理を、stable-like processの範疇で証明した。さらに、強い再帰性を持つ場合に、local timeの最大値やrangeに関する重複対数の定理も証明した。これらの結果はWang氏、Panki Kim氏(ソウル大学)との共同研究として、現在論文を執筆中である。昨年度に引き続き、Wang氏と熊谷が京都大学数理解析研究所において定期的にインフォーマルなセミナーを行い、以下の進展が得られた。D次元正方格子でパラメータが2未満の場合については、既にBarlow-Bass-Kumagaiによる結果が知られているが、これを一般の測度付き距離空間で考え、パラメータが2以上の場合にも適用できるような理論を作る事が目標である。熱核評価の安定性に関して昨年度得られた結果の証明の一部に誤りがあったが、カチオポリ不等式からL1平均値定理を出す方法を本質的に改良する事で証明の誤りを修正し、安定性を保つような熱核評価の同値条件を与える事で、摂動安定性の証明に成功した。さらに、ハルナック不等式も含めた範疇に深化させることにも成功し、体積増大度も、解析幾何学で標準的な仮定である、volume doublingの範疇に拡張した。現段階で、証明の大枠は出来上がっているが、まだいくつか細かい点での修正が必要な状況である。現在、Wang氏、Z.-Q. Chen氏(ワシントン大)との共同研究として、証明の細部を検討し、論文を執筆中である。2)昨年度得られた、飛躍型確率過程に関する重複対数の定理のstable-like processの範疇への拡張、local timeの最大値やrangeに関する重複対数の定理については、Wang氏、P. Kim氏(ソウル大)との共同研究として論文を完成し、現在雑誌に投稿中である。熱核やハルナック不等式の安定性理論は、非局所作用素への拡張には大きな困難があり、昨年度得られた証明中に間違いが発見されるなどしたが、多大な時間と労力をつぎ込んだ結果より洗練された証明を与える事ができ、証明全体の大枠が完成した。当該分野の大きな未解決問題に関係する問題であるので、電子メールでWang氏と連絡を取りながら、引き続き慎重に研究を進めて行く予定である。平成28年9月に、Wang氏が妻の出産に伴う滞在中断から復帰した。以前同様に京都大学数理解析研究所において定期的にインフォーマルなセミナーを行い、以下の進展が得られた。1)一般の測度付き距離空間上のstable-like processの熱核評価、ハルナック不等式の安定性について、これまでの当該研究の結果を含む大きな枠組みでの安定性理論を構築することに成功した。この理論は、安定性の指数であるパラメータが2以上の場合にも適用できる一般論であるとともに、体積増大度の仮定を、先行研究でなされていたAhlfors regularの仮定からvolume doublingに弱めることに成功している。

Volume doublingの仮定は、局所作用素における解析幾何学で自然な仮定であり、非局所作用素の理論もこの範疇で扱われることが望まれていたので、この拡張は非常に意味があると考える。当該研究は、Wang氏が外国人特別研究員としての滞在を中断していた間も、電子メールや相互訪問等により継続されてきた。合わせておよそ2年半の期間を経て、Wang氏とZ.Q. Chen氏との共著でこれらの結果を熱核の安定性、放物型ハルナック不等式の安定性、楕円型ハルナック不等式の安定性の3本の論文にまとめ、ArXivに公開するとともに雑誌に投稿中である。2)昨年11月にStanford大学のDembo氏を招聘した際に、飛躍型確率過程のthick pointの大偏差原理に関する共同研究を開始した。当該研究はDembo-Peres-Rosen-Zeitouniによる一連の先行研究があるが、彼らの研究はブラウン運動や安定過程といった特別な確率過程に限られており、本研究ではさらに一般の飛躍型確率過程で同様の結果を目指している。現在、いくつかの技術的問題点をクリアするための議論を進めている。上述したstable-like processの熱核評価、ハルナック不等式の安定性理論は、非局所作用素におけるde Giorgi-Nash-Moser理論に相当する理論と言えるものであり、Wang氏、Z.Q. Chen氏とまとめた三部作は私のこれまでの研究の中でも大きな位置付けを持つ論文である。(なお、当該研究は熊谷の基盤研究Aによる研究とも重なりがあることを注意しておく。)今後の関連分野の研究の基礎文献となりうる成果であり、当初の計画でここまでたどり着けるとは想像していなかった。今年度も京都大学数理解析研究所においてWang氏と定期的にインフォーマルなセミナーを行い、また海外から研究者を招聘してWang氏を交えて議論を行うことで、以下の進展が得られた。1)広い範疇のsubordinatorから作られる一般化された分数冪時間微分熱方程式の弱解の存在と一意性、そして解の確率論的表現について解析した。さらにこのような分数冪時間微分熱方程式の熱核の精密な上下評価を導出した。この結果は、Wang氏とZ.Q. Chen氏、P. Kim氏との共著論文にまとめ、雑誌に掲載予定である。2)長距離の飛躍を持つランダムコンダクタンスモデルで、特にコンダクタンスの形が安定過程型の場合に、コンダクタンスのある種の可積分条件の下で、媒質のランダム性に関して確率1でスケール極限が安定過程になることを証明した。この研究は、Wang氏と積み上げて来たstable-like processの熱核評価、ハルナック不等式の安定性の研究を発展させる方向であり、ランダムな非局所作用素のhomogenizationの問題にも繋がる重要性を持つ。現在、当該研究の成果をWang氏とX. Chen氏との共著論文として執筆中である。
フルオラス相を反応スクリーンとする合成手法の開発

本研究では、我々が最近開発したフルオラス相の性質を利用した新規合成手法、すなわちフェイズバニシング(PV)法の適応範囲について検討した。PV法とは、フルオラス相内の試薬の緩慢な拡散を利用した反応手法であり、反応時に滴下速度の調整や温度制御を必要としない、簡単で効果的な方法である。まず、PV法に適するフルオラス溶媒を探索した結果、FC-72(ペルフルオロヘキサン)が最も優れていることが分かった。そこでFC-72をフルオラス溶媒として、オレフィンの臭素化をPV法を用いて行った。静置した状態では2日間で反応は完結し、試薬相の臭素は消失した。反応基質(オレフィン)を仕込んでおいた反応相からは対応するジブロミドが収率よく(68-97%)得られた。また、成相を崩さないようにゆっくりと撹拌したところ、反応時間は4時間に短縮され、このときの収率は先とほぼ同じ(88-91%)であった。さらに、三臭素化ホウ素によるメチルエーテルの解裂反応、三臭化リンや臭化チオニルによるアルコールの臭素化、四塩化スズを用いるフリーデルクラフツアシル化などにPV法が適応でき、特別な反応制御をすることなく従来法と同等の収率で目的物を与えることが分かった。また、簡単な4本首のガラス器具を用いて4種類の基質についてアシル化反応を同時に行うPV法によるパラレル合成を試みたところ、コンタミネーション無くそれぞれの生成物を64-85%の収率で一気に得ることができた。一方、FC-72には沸点が比較的低く回収率が下がる点や、脂肪族の基質を用いるパラレル合成においてコンタミネーションが並行するなどの欠点がある。そこで、より高機能の反応膜を求めて、フルオラス溶媒を探索した。その結果、ペルフルオロポリエーテル(Galden HT135:沸点135°C)が、FC-72を越える優れた溶媒となりうることが分かった。本研究では、我々が最近開発したフェイズバニッシング(PV)法というフルオラス相の性質を利用した新規合成手法の適応範囲について検討した。PV法とは、フルオラス相内の試薬の緩慢な拡散を利用した反応手法であり、反応時に滴下速度の調整や温度制御を必要としない、簡易で効果的な方法である。PV法に用いることができるフルオラス溶媒の条件としては、常温で液体であること、反応性の強い試薬に対しても安定であること、通常の有機溶媒と混和しないこと、安価であること、等が挙げられる。種々のフルオラス溶媒について、これらの条件に合致するものを探索した結果、FC-72(ペルフルオロヘキサン)が最適であることが分かった。そこで、FC-72をフルオラス溶媒として、オレフィンの臭素化をPV法を用いて行った。さらに3臭素化ホウ素によるメチルエーテルの解裂反応や、3臭化リンによるアルコールの臭素化などもPV法によって効率的に進行することが分かった。

また、4塩化スズを用いるフリーデルクラフツアシル化にもPV法の適応を検討したところ、良好な収率(57-88%)で対応するアシル体を得ることができた。さらに、簡単な4本首のガラス器具を用いて4種類の基質についてアシル化反応を同時に行うパラレル合成を試みたところ、コンタミネーション無くそれぞれの生成物を64-85%の収率で一気に得ることができた。本研究では、我々が最近開発したフルオラス相の性質を利用した新規合成手法、すなわちフェイズバニシング(PV)法の適応範囲について検討した。PV法とは、フルオラス相内の試薬の緩慢な拡散を利用した反応手法であり、反応時に滴下速度の調整や温度制御を必要としない、簡易で効果的な方法である。前年度において、パーフルオロヘキササン(FC-72)がPV法の液相膜として優れていることが分かり、本溶媒を用いてオレフィンの臭素化など数種類の反応を試みた。本年度は、PV法について(1)他の反応例への適応、(2)選択的臭素化、(3)FC-72を越えるフルオラスメディアの探索、の3点について検討した。その結果、(1)臭化チオニルを用いたアルコールの臭素化、ジヨードメタンを用いたシクロプロパン化、四塩化チタンを用いた向山アルドール反応などを行った。(2)オレフィンの臭素化においてPV法とフラスコを用いる従来法で反応性に違いが出るかどうか検討した。その結果、溶媒を用いずに基質のみで反応させると、ジアステレオ選択性が向上することを見いだした。(3)液相膜としてFC-72は優れているが、沸点が比較的低く回収率が下がる点や、脂肪族の基質を用いてパラレル合成を試みると、コンタミネーションが並行するなどの欠点がある。そこで、より高機能の反応膜求めて、フルオラス溶媒を探索した。ペルフルオロメチルシクロヘキサン(PFMC)やペルフルオロデカリンなどは沸点が高く、基質のコンタミネーションも抑えられるが、臭素の拡散が遅く、反応完結に長時間を要することが分かった。そこで、ペルフルオロポリエーテル(Galden HT135:沸点135°C)を試したところ、拡散速度も速く、溶媒の回収も定量的であり、FG72を越える優れた溶媒となりうることが判明した。