【分子構築学】
(Molecular Synthesis and Catalysis )
 
単  位:2単位 単位認定者: 弓削秀隆
授業時期: 後期 15コマ 科目分担者:
授業形態: 講義 週1コマ
 
授業の目的

元素の特性と周期性、単純化合物の構造・反応・性質についての基礎知識を身につけ、さらに複雑な物質開拓の方針、具体的合成手法、分離・同定方法、構造・機能相関を理解する。これらの知見を基に触媒化学、酵素化学等の応用分野に適した化合物設計と合成ができること。

教育内容

元素の特性と周期性、単純化合物についての基礎知識を教授する。これを基にした機能性物質の考え方、具体的合成手法、分離・同定方法、構造解析について解説を行い、その具体例としての均一触媒、酵素モデル化合物の役割と応用を示す。

教育方法

指定した教科書(The Organometallic Chemistry of the Transition Metals)をもとに内容を概説、文献資料による研究例を紹介し、より具体的な研究手法を身につけ、理解を深める。翌週、学生自身に自分で解いた演習問題を解説させる。

 
講義内容(シラバス)
項  目 担当者 授業内容

1回

有機金属化合物の一般的性質

弓削

有機金属化合物の性質を概観する。

2回

アルキル、アリル金属化合物、金属水素化物とσ結合性化合物

弓削

アルキル、アリルおよびヒドリド配位子と金属の結合を理解する。

3回

カルボニル、ホスフィン錯体と配位子置換反応

弓削

カルボニル、ホスフィン配位子の置換反応を理解する。

4回

π結合性配位子

弓削

アルケン、アルキン、アリールなどの配位子を理解する。

5回

酸化的付加と還元的脱離

弓削

有機金属に広くみられる反応である酸化的付加と還元的脱離反応を理解する。

6回

挿入反応と脱離反応

弓削

カルボニル、アルケンの関与する挿入反応と脱離反応を理解する。

7回

求核および求電子付加と引き抜き

弓削

カルボニル、ポリエンへの求核付加、求電子的引き抜き反応を理解する。

8回

均一触媒

弓削

均一触媒反応を概観し、その機構、設計思想を理解する。

9回

有機金属化学における測定法

弓削

NMR、IR、X線回折法などの有機金属化合物の研究手段を理解する。

10回

金属―配位子間多重結合

弓削

カルベン、カルビンの電子状態、合成、反応の特徴を概観する。

11回

有機金属化学の応用

弓削

アルケンメタセシス、アルケン重合、C―H結合活性化など応用例を概説する。

12回

金属クラスター、ナノ粒子、表面

弓削

クラスター化学についてアイソローバル近似に基づいて構造や反応を理解する。

13回

有機合成への応用

弓削

C―C結合、C―ヘテロ原子結合形成反応など有機合成への応用例を概説する。

14回

常磁性、高酸化状態、多配位数の化合物

弓削

高酸化状態や多配位数の有機金属化合物における特異な磁性とスピン状態を概観する。

15回

生物有機金属化学

弓削

補酵素B12、窒素固定など生体内における有機金属化学の具体例を概説する。

 
到達目標

元素の特性と周期性、単純化合物の構造・反応・性質についての基礎知識を身につけ、機能性物質開拓の方針、具体的合成手法、分離・同定方法を理解する。応用例としての均一触媒、酵素モデル化合物の構造・機能相関について考察できること。

評価基準

演習、レポートで総合的に評価する。欠席は減点する。

準備学習
(予習・復習)

指定した教科書(The Organometallic Chemistry of the Transition Metals)で予習し、疑問点を明確にしておくこと。
章末演習問題を解くこと。

 
  (書  名) (著者名) (出版社名) (定価)
教科書 The Organometallic Chemistry of the Transition Metals; 6th Edition Robert H. Crabtree Wiley 約12,000円
参考書 Organotransition Metal Chemistry: From Bonding to Catalysis John F. Hartwig University Science Books 約12,000円