授業科目

分子構造決定法基礎
Basics in Determination of Molecular Structure

担当者

教授   辻 勇人
後 金1

単位

2

到達目標

 本講義の到達目標は、受講生が、①分子構造決定法の概論を学ぶこと、②分子構造を決定するための4つの方法、紫外可視分光法(UV-vis)、赤外分光法(IR)、質量分析法(MS)、核磁気共鳴分光法(NMR)の基礎を学ぶこと、③各スペクトルからどのような分子構造に関する情報が得られるかについて学ぶこと、④4つの方法から得られる情報を総合して、分子構造を決定する方法を学ぶこと等を通じて、分子構造決定の基礎を身につけることである。
 理学部のカリキュラム・ポリシーに従い、データを的確に処理するための能力を身につけることができるようにカリキュラムを編成しており、本講義はその中で、主に低分子有機化合物のスペクトルの解析方法を学ぶことを通じて構造決定の基礎を身につける役割を持つ。分光法の原理を深く理解し、生体・人工高分子や無機化合物等の構造解析へとつなげるためには、分子構造論(2年次後期)、分析化学III(3年次前期)を履修することが望ましい。また、3年次で物質化学実験IIを履修しようと計画している者は、本科目を先に履修することが望ましい。

授業内容

分子構造の決定によく用いられる4つの方法、1)紫外可視分光法、2)赤外分光法、3)質量分析法、4)核磁気共鳴分光法について、その簡単な原理、測定法、および得られる情報を講義する。また、有機化合物のスペクトルから分子構造を決定することができるように演習問題を繰り返し行う。

授業計画

 本講義では、配布資料を読んだ上で出席することを前提に講義するので、予習として、各回の該当部分を予め読んでくること、が不可欠である。
 また、復習としては、講義時間の最後に行なった演習問題を読み返し、自分の解答について再考しておくことを勧める。ボルハルト・ショアー有機化学の該当ページ(第10章および、11・14章の該当部分、ならびに各章末問題)も大変参考になる。
1.シラバスの記載事項の確認。分光法概論、単位の換算
2.紫外可視(UV-vis)分光法の原理と測定法、および有機化合物の紫外可視吸収特性
3.赤外分光法(IR)の原理と測定法,IRにおける特性吸収帯1:力の定数・質量の効果,単結合・多重結合
4.IRにおける特性吸収帯2:カルボニル化合物
5.質量分析法(MS)の原理と測定法
6.MSにおける分子イオンピークとフラグメントピーク
7.核磁気共鳴分光法(NMR)の原理と測定法,NMRの三大要素
8.NMRにおける化学シフト1:置換基効果
9.NMRにおける化学シフト2:環電流効果
10.NMRにおけるスピンースピンカップリング
11.NMRの様々な方法(デカップリング,NOE),データの示し方
12.各種スペクトルによる、簡単な化合物の構造決定
13.各種スペクトルによる、複雑な化合物の構造決定
14.総合演習

授業運営

1.毎回、講義中に演習問題と解説を行い、次回の最初に確認テストを行う。
2.スペクトル法の原理については、できるだけ短く簡潔に解説する。
3.測定法については、簡単に触れるだけにする。
4.全体の半分くらいの時間をかけて、1H NMRを重点的に解説する。

評価方法

定期試験で評価する。

オフィスアワー

質問等は、随時、教室または研究室で受け付ける。

使用書

『演習問題など適宜プリントを用いる。』

参考書

ボルハルト,・ショアー『現代有機化学(上)・(下)』第6版[化学同人]
市川厚監修『有機化学のためのスペクトル解析法』第2版[化学同人]
岩澤伸治・豊田真司・村田滋 訳『有機化合物のスペクトル法による同定法』第8版[東京化学同人]

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