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 授業科目
 Course Title
超分子化学特論
Advanced Supramolecular Chemistry
 担当者
 Instructor
教授   木原 伸浩  後学期 月曜日4時限
 単 位
 Credit
2

関連するディプロマポリシー Related Diploma Policy
時代の課題と社会の要請に応えた専門的知識と技能/Expert knowledge and skills to address the issues of the age and the demands of society
 
到達目標 Target to be Reached
受講生が
1.分子間相互作用の種類と特徴を理解すること
2.クラウンエーテルの特徴と応用について理解すること
3.分子認識場の構築おけるエントロピーとpreorganizationの役割について理解すること
4.超分子の構築における疎水相互作用と水素結合の利用について理解すること
5.アロステリック効果について理解すること
6.分子カプセルの構築と利用について理解すること
を目標とする。
 理学研究科のカリキュラム・ポリシーに従い、学部教育で修得した知識を基盤としたより高度な化学の専門教育を行うようにカリキュラムを編成しており、本科目は、超分子化学について教授する。この科目を履修するものは、学部教育において有機化学関連科目を履修していることが望ましい。

This lecture aims that the attendee understands:
- types and features of intermolecular interaction,
- properties and application of crown ethers,
- the roll of entropy and preorganization in the construction of molecular recognition moiety,
- the formation of supramolecules by hydrophobic interaction and hydrogen bonding,
- allosteric effect, and
- construction and application of molecular capsule.
According to the curriculum policy of Faculty of Science, the curriculum of the graduate school is arranged to provide specialized classes based on the undergraduate curriculum. This lecture is specialized to the Supramolecular Chemistry. The students who want to attend this lecture are advised to study a series of lectures on Organic Chemistry in undergraduate course.
 
授業内容 Course Content
 世界は分子でできているが、それぞれの分子は単独であるいは純物質として存在しているわけではない。いずれの分子も他の分子と相互作用をし、集合して超分子を形成し、その総体として世界は、ある。本講義においては、分子間相互作用の起源とそれによって形成される超分子構造について述べる。分子認識を熱力学的に取り扱うと共に、超分子の形成と機能が、生物の動作原理とどのように関係するのか講義する。

The world is made from molecules. No molecule is present independently. Every molecule interacts with other molecules, forms in supramolecules, and forms the world as the assembly of the supramolecules. In this lecture, intermolecular interactions and supramolecules that are formed by them will be discussed. Molecular recognition will be discussed from the view point of thermodynamics. It will be also discussed how the formation and the properties of supramolecules relate to the tactics of living system.
 
授業計画 Course Planning
以下の講義計画に従って授業を進める。「超分子化学」(化学の要点シリーズ)の対応する箇所を予習しておくこと。授業用のテキストは配付する。復習として、講義で紹介された研究のオリジナル論文を読むこと。

1.超分子と分子間相互作用-1
   生体に見られる分子集合体と人工的な分子集合体
2.超分子と分子間相互作用-2
   引力的相互作用
3.超分子と分子間相互作用-3
   斥力的な相互作用:疎水相互作用
4.クラウンエーテル-1
   Pedersenの功績
5.クラウンエーテル-2
   イオン選択性
   アンモニウム塩の認識
6.クラウンエーテル-3
   長さ・不斉の認識
7.クラウンエーテル-4
   裸のアニオン
   イオンの分離と輸送
8.疎水的分子認識場-1
   シクロファン
9.疎水的分子認識場-2
   カリックスアレンとカルセランド
10.疎水的分子認識場-3
   シクロデキストリン
   反応場
11.水素結合-1
   核酸塩基・DNA
   水素結合を利用した分子認識場
12.水素結合-2
   多点認識
   超構造
   自己複製
13.分子間の協調作用-1
   アロステリック効果
14.分子間の協調作用-2
   分子カプセル

The plan for the class is shown below. It is expected to attend the class after reading the corresponding chapter in the textbook. After class, it is expected to read the original paper that is introduce in the class.

1. Supramolecule and intermolecular interaction, #1
Molecular assembly in the living system
Artificial molecular assembly
2. Supramolecule and intermolecular interaction, #2
Attractive interactions
3. Supramolecule and intermolecular interaction, #3
Repulsive interaction: Hydrogen bonding
4. Crown ether, #1
The work of Pedersen
5. Crown ether, #2
Ion selectivity
Recognition of ammonium salt
6. Crown ether, #3
Recognition of length
Recognition of chirality
7. Crown ether, #4
Naked anion
Separation of ion
Transfer of ion
8. Hydrophobic molecular recognition, #1
Cyclophane
9. Hydrophobic molecular recognition, #2
Calixarene
Carouseland
10. Hydrophobic molecular recognition, #3
Cyclodextrin
Reaction field
11. Hydrogen bonding, #1
Nucleobase
DNA
Molecular recognition field using hydrogen bonding
12. Hydrogen bonding, #3
Multipoint recognition
Superstructure
Self-replication
13. Cooperation of molecules, #1
Allosteric effect
14. Cooperation of molecules, #2
Molecular capsule
 
授業運営 Course Management
講述で行なう。

The lecture is conducted by talking with handout.
 
評価方法 Evaluation Method
超分子化学の論文についてのレポートで評価する。評価は、論文の中身を過不足なく紹介しているか(50%)、論文の中で述べられている超分子を成立させている分子間相互作用についての記述が十分であるか(50%)、で行なう。

The report about a literature on supramolecules is required for grading. Grading is based on just enough introduction of the contents of the literature (50%) and enough discussion on the intermolecular interaction that is used for the formation of the supramolecule described in the literature (50%).
 
オフィスアワー Office Hour (s)
質問・相談などは、授業終了後を含め随時、教室または研究室で直接、あるいは、kihara@kanagawa-u.ac.jpへのメールで受け付ける。

Any question and query will be accepted at the class or office. Mail to kihara@kanagawa-u.ac.jp is also acceptable.
 
使用書 Textbook (s)
木原 伸浩『超分子化学』[共立出版(化学の要点シリーズ)]2017
レーン(竹内 敬人)『超分子化学』[化学同人]1997
早下 隆士、築部 浩『分子認識と超分子』[三共出版]2007


 
 
 
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