永久化学物質PFASの新たな敵：新しい触媒が室温で最強の炭素-フッ素結合を切断する

7月17日、テクノロジーメディアNeoWinは、フランクフルト・ゲーテ大学の科学者らが、高価または有毒な金属を使わずにパーフルオロアルキル化合物およびポリフルオロアルキル化合物（PFAS）を分解でき、室温で作動する新しいタイプの触媒を開発したと報じるブログ記事を公開した。

皆さんご存知の通り、 PTFEコート・グラスファイバー は、石油化学、火力発電、LNG産業で不可欠な工業用断熱材および耐火材であり、サンテックスの主力製品の一つでもあります。しかしながら、コーティングにはPFAS（ペルフルオロアルキルスルホン酸）が不可避的に含まれています。この新たなブレークスルーは、PFAS問題の解決に希望をもたらします。私たちはこの成果を心から祝福し、発見に携わった科学者の皆様に敬意を表します。

PFASは、高い化学的安定性、熱安定性、疎水性で知られる人工有機化合物の一種です。工業用途と消費者向け製品の両方で広く使用されています。

PFASは分解されにくく、長期間にわたって環境中に残留するため、「永遠の化学物質」と呼ばれています。生物や生態系に蓄積する可能性があります。

PFAS が残留する主な原因は、最も強力な化学結合の 1 つである炭素-フッ素 (CF) 結合であり、通常、破壊するには高温または強力な化学物質が必要です。

科学者によって開発された最新の方法では、プラチナやイリジウムのような高価で有毒な金属は使用されません。代わりに、触媒を用いて室温でこれらの結合を切断します。

この触媒の核は、9,10-ジヒドロ-9,10-ジボラアントラセン（DBA）として知られるホウ素ベースの構造です。DBAに2つの電子が付加されると、PFAS分子を攻撃できるほど活性になります。

研究チームは、THF（テトラヒドロフラン）溶媒中で1～6個のフッ素原子を含むフルオロベンゼンをテストした。

研究によると、触媒は主に2つの方法で作用します。フッ素原子が少ない場合は、ホウ素ベースの求核試薬のように作用し、SNAr型反応により炭素-ハロゲン（塩素など）などの共有結合を切断するのに役立ちます。フッ素原子が多い場合は、還元剤として機能し、電子を提供して水素原子を除去します。

博士課程の学生であるクリストフ・ブッフ氏は、「CF結合を切断するには電子が必要ですが、私たちの触媒は非常に高い効率で電子を移動させることができます。これまで、電子源としてリチウムなどのアルカリ金属を使用してきましたが、今後は電流の利用を検討しており、これによりプロセスがよりシンプルかつ効率的になるでしょう。」と簡潔に述べました。

研究チームは、この技術がPFAS除去にも有効である可能性を見出しました。多くの薬剤は、効果の持続期間を延ばしたり、効果を高めたりするためにフッ素を含んでいます。マティアス・ワグナー教授は、「この触媒により、これらの化合物のフッ素化レベルを正確に制御できるツールが手に入りました」と説明しています。

参照：

• ITホーム
• フランクフルト・ゲーテ大学
• アメリカ化学会

タグ PFAS