学部・大学院区分
Undergraduate / Graduate
工・博前
時間割コード
Registration Code
2811513
科目区分【日本語】
Course Category
専門科目
科目区分【英語】
Course Category
Specialized Courses
科目名 【日本語】
Course Title
有機分析化学
科目名 【英語】
Course Title
Practical Analytical Methods in Organic Chemistry
コースナンバリングコード
Course Numbering Code
担当教員 【日本語】
Instructor
山下 誠 ○
担当教員 【英語】
Instructor
YAMASHITA Makoto ○
単位数
Credits
2
開講期・開講時間帯
Term / Day / Period
秋 火曜日 4時限
秋 火曜日 5時限
Fall Tue 4
Fall Tue 5
授業形態
Course style
講義
Lecture
学科・専攻【日本語】
Department / Program
有機・高分子化学専攻
学科・専攻【英語】
Department / Program
Department of Molecular and Macromolecular Chemistry
必修・選択【日本語】
Required / Selected
必修・選択【英語】
Required / Selected


授業の目的 【日本語】
Goals of the Course(JPN)
有機化学における分析法の背景・理論を理解して、実際の研究現場で使える知識を身につけることを目的とする。以下それぞれの分析法における到達目標を示します。
紫外−可視分光法:原理の理解・Lambert-Beerの法則の理解・発色団とその相互作用の理解
赤外分光法:原理の理解・官能基ごとの特性吸収帯の理解・スペクトルの読解
質量分析法:原理の理解・イオン化法の理解・分子イオンとフラグメンテーション、同位体存在比の理解、スペクトルの読解
核磁気共鳴(NMR)分光法:原理、ベクトルモデルと緩和、測定可能な核種と磁気回転比、化学シフト、スピン−スピン結合と結合定数および分裂パターン、分子の動的挙動との関係、デカップリング、多次元NMR、多核NMR、の理解・1Hおよび13C NMRにおける官能基ごとの化学シフト・スペクトルの読解
単結晶X線構造解析法:原理の理解・データの特徴と読み方
これらの手法の原理と特徴を学びながら、それぞれの手法を組み合わせて有機化合物の構造決定を行うことができるようになること、各種データベース等を用いて未知化合物の同定を行うための手法を身につけること、を最終目標とします。
授業の目的 【英語】
Goals of the Course
In the modern organic chemistry, it is common to determine the structure of the novel compounds with many analytical methods. Therefore, it is very important to know the principle of each measurement and what kind of information will be available with each measurement. In this course, we will learn popular measurements in organic chemistry among many analytical methods, and will build up the ability to achieve the structural characterization of organic molecules by ourselves.
Purpose of the course:
UV-vis spectroscopy: understanding principle, Lambert-Beer law, dyes and their interactions
IR spectroscopy: understanding principle, characteristic absorptions of each functional groups, reading spectrum
NMR spectroscopy: understanding principle, vector model, relaxation, chemical shift, gyromagnetic ratio, NMR active nuclei, spin-spin coupling, coupling constants, multiplicity, dynamic motion of molecules, decoupling, multinuclear NMR, 1H and 13C NMR, reading spectrum
mass spectroscopy: understanding principle, ionization, molecular ion, fragmentation, isotopic ratio, reading spectrum
X-ray crystallographic analysis: understanding principle, method to read crystallographic data
到達目標 【日本語】
Objectives of the Course(JPN))
有機化学における分析法の背景・理論を理解して、実際の研究現場で使える知識を身につけることを目的とする。以下それぞれの分析法における到達目標を示します。
紫外−可視分光法:原理の理解・Lambert-Beerの法則の理解・発色団とその相互作用の理解
赤外分光法:原理の理解・官能基ごとの特性吸収帯の理解・スペクトルの読解
質量分析法:原理の理解・イオン化法の理解・分子イオンとフラグメンテーション、同位体存在比の理解、スペクトルの読解
核磁気共鳴(NMR)分光法:原理、ベクトルモデルと緩和、測定可能な核種と磁気回転比、化学シフト、スピン−スピン結合と結合定数および分裂パターン、分子の動的挙動との関係、デカップリング、多次元NMR、多核NMR、の理解・1Hおよび13C NMRにおける官能基ごとの化学シフト・スペクトルの読解
単結晶X線構造解析法:原理の理解・データの特徴と読み方
これらの手法の原理と特徴を学びながら、それぞれの手法を組み合わせて有機化合物の構造決定を行うことができるようになること、各種データベース等を用いて未知化合物の同定を行うための手法を身につけること、を最終目標とします。
到達目標 【英語】
Objectives of the Course
In the modern organic chemistry, it is common to determine the structure of the novel compounds with many analytical methods. Therefore, it is very important to know the principle of each measurement and what kind of information will be available with each measurement. In this course, we will learn popular measurements in organic chemistry among many analytical methods, and will build up the ability to achieve the structural characterization of organic molecules by ourselves.
Purpose of the course:
UV-vis spectroscopy: understanding principle, Lambert-Beer law, dyes and their interactions
IR spectroscopy: understanding principle, characteristic absorptions of each functional groups, reading spectrum
NMR spectroscopy: understanding principle, vector model, relaxation, chemical shift, gyromagnetic ratio, NMR active nuclei, spin-spin coupling, coupling constants, multiplicity, dynamic motion of molecules, decoupling, multinuclear NMR, 1H and 13C NMR, reading spectrum
mass spectroscopy: understanding principle, ionization, molecular ion, fragmentation, isotopic ratio, reading spectrum
X-ray crystallographic analysis: understanding principle, method to read crystallographic data
バックグラウンドとなる科目【日本語】
Prerequisite Subjects
有機化学1−4及び演習、有機化学5、有機構造化学、無機化学1および演習、分析化学2及び演習、分析化学3
バックグラウンドとなる科目【英語】
Prerequisite Subjects
Organic Chemistry 1-4 with Exercises, Organic Chemistry 5, Structural Organic Chemistry, Inorganic Chemistry 1 with Exercises, Analytical Chemistry 2 with Exercises, Analytical Chemistry 3
授業の内容【日本語】
Course Content
第1回 紫外−可視分光法
第2回 赤外分光法
第3回 核磁気共鳴(NMR)分光法1:NMRの基本原理(CW法とPFT法)・ベクトルモデル
第4回 核磁気共鳴(NMR)分光法2:緩和とシグナル強度・核スピン・磁気回転比・化学シフトと基準物質
第5回 核磁気共鳴(NMR)分光法3:磁気遮蔽・スピン–スピンカップリング・2nI+1則・複雑なスピン系
第6回 核磁気共鳴(NMR)分光法4:原子配置と磁気的等価性・Karplus式・動的過程とNMR・シグナルの融合
第7回 核磁気共鳴(NMR)分光法5:温度可変NMR・1H NMRの実際・重溶媒とロック・重水素交換
第8回 核磁気共鳴(NMR)分光法6:13C NMRの実際・ブロードバンドデカップリング・DEPT
第9回 核磁気共鳴(NMR)分光法7:便利な実践テクニック・特殊測定と二次元NMR・多核NMR
第10回 質量分析法1:原理・整数質量と精密質量・同位体分布・イオン化法
第11回 質量分析法2:検出法・最新の装置の原理
第12回 単結晶X線構造解析法1:基本原理・ブラベ格子・空間群
第13回 単結晶X線構造解析法2:回折計のしくみ・データ処理・データの読み方
第14回 単結晶X線構造解析法3:単結晶作成テクニック・測定条件設定・解析テクニック
第15回 到達度テスト
授業の内容【英語】
Course Content
(1) UV-vis spectroscopy
(2) IR spectroscopy
(3)-(9) NMR spectroscopy
(10)-(11) MS spectroscopy
(12)-(14) X-ray crystallographic analysis
(15) term-end exam
成績評価の方法と基準【日本語】
Course Evaluation Method and Criteria
各回の最後に行う小テスト(20%)および期末試験(資料持込可、80%)の点数により成績を評価します。
達成基準:各種測定法の原理および特徴、測定条件と得られるデータの関係、を理解しており、説明することができる。複数の測定法の結果を見比べることで、有機化合物の構造決定を独力で行うことができる。
成績評価の方法と基準【英語】
Course Evaluation Method and Criteria
Quiz in the class (20%) and term-end exam (80%, you can take all handout in the classes to this test), totally 100 points, over 60 points are required to earn credit, In the case of you will not submit the research proposal, the grading will be "absence".
Requirement: All participants should understand the principle, features, relationship between measurement conditions and observable data, and should be able to analyze the structures of organic compounds based on several different measurements.
履修条件・注意事項【日本語】
Course Prerequisites / Notes
講義で扱う範囲は主に基礎的な事項ばかりです。実際の研究活動において各種スペクトル等を見ながら独力で解析することが、有機化学における分析法を身につけるための最短距離となります。日々先輩や先生とディスカッションしながらレベルアップを図ると共に、教科書だけでなく参考書も用いて授業で取り扱った内容以外も理解するよう心がけましょう。それが有機化学のプロフェッショナルへの地道で最短な一歩です。講義内容に関する質問等はいつでも歓迎します。なお、講義は後期の前半(10-11月)に週2回ずつ集中して行う予定ですが、山下の出張により変更の可能性があります。
履修条件・注意事項【英語】
Course Prerequisites / Notes
教科書【日本語】
Textbook
Hesseら 著、野村正勝 監訳、馬場章夫・三浦雅博ほか 訳「有機化学のためのスペクトル解析法 第2版-UV、IR、NMR、MSの解説と演習」(化学同人)ISBN: 9784759811933 [購入を強く推奨]
平山令明 著、「第2版 化学・薬学のためのX線解析入門」(丸善)ISBN: 9784621077627
教科書【英語】
Textbook
参考書【日本語】
Reference Book
Silversteinら 著、岩澤伸治ほか 訳、「有機化合物のスペクトルによる同定法(第8版)―MS,IR,NMRの併用」(東京化学同人)ISBN: 9784807909162
参考書【英語】
Reference Book
Harald Gunther, "NMR Spectroscopy: Basic Principles, Concepts and Applications in Chemistry", Wiley-VCH, 2013. ISBN: 9783527330003
授業時間外学習の指示【日本語】
Self-directed Learning Outside Course Hours
各回の講義の最後に行う小テストを解いて毎回提出してもらいます。
授業時間外学習の指示【英語】
Self-directed Learning Outside Course Hours
At the end of each lecture, you will be asked to solve the quiz and submit it every time.
使用言語【英語】
Language used
使用言語【日本語】
Language used
授業開講形態等【日本語】
Lecture format, etc.
原則として対面講義として行いますが、体調不良や忌引きなどのやむを得ない事情がある場合は事前に連絡をしてもらうことでオンライン配信または録画にて対応します。
授業開講形態等【英語】
Lecture format, etc.
In principle, lectures will be held face-to-face, but if you have unavoidable circumstances such as illness or bereavement, please get in touch with Yamashita in advance. In that case, I will provide online delivery or a lecture recording.
遠隔授業(オンデマンド型)で行う場合の追加措置【日本語】
Additional measures for remote class (on-demand class)
遠隔授業(オンデマンド型)で行う場合の追加措置【英語】
Additional measures for remote class (on-demand class)