構造解析・分析法Ⅰ
 Instrumental AnalysisⅠ
 担当教員:羽場 修(HABA Osamu)
 担当教員の所属:大学院理工学研究科(工学系)機能高分子工学分野
 開講学年:2年,3年,4年  開講学期:後期  単位数:2単位  開講形態:講義
 開講対象:高分子・有機材料工学科  科目区分:専門科目・選択必修 
【授業の目的】
構造解析・分析法のうち、主に分子構造に関する情報が得られる分析方法である、赤外吸収スペクトル、核磁気共鳴スペクトル、質量スペクトルについて学ぶ。それぞれの分析法について、原理、スペクトルの読み方、実際の構造へのあてはめ方を説明し、さらに演習を通じて理解を深める。

【授業の到達目標】
最終的に以下の事柄を習得することを目標とする。
◯各構造解析法の原理を理解し、それによって得られる情報を把握できる。
◯各構造解析法を用いて、単純な化合物の構造決定ができる。
◯各構造解析法を組み合わせて、複雑な化合物の構造決定ができる。

【授業概要(キーワード)】
高分子機器分析、核磁気共鳴スペクトル、赤外吸収スペクトル、質量分析

【科目の位置付け】
有機化学、物理化学の知識に基づいて、有機化合物の構造を決定するための分光学的知識を扱う。また、構造解析のスキルは、高分子合成化学実験や、合成系の研究室における研究開発プロポーザル及び卒業研究で必須のスキルである。

【授業計画】
・授業の方法
前半(〜第8回)は有機化合物に関する機器分析の原理・方法について学習する。後半(第9回〜)は、有機化合物を官能基ごとに分類して取り上げ、スペクトルから得られる情報を説明したのち、演習を通じて実際にスペクトル解析して構造決定を行う。
・日程
第1回:講義の概要と基礎的事項
第2回:赤外分光法
第3回:核磁気共鳴(1):NMRの原理
第4回:核磁気共鳴(2):1H NMR(化学シフト、積分)
第5回:核磁気共鳴(3):1H NMR(カップリング)
第6回:核磁気共鳴(4):13C NMR(化学シフト)
第7回:核磁気共鳴(5):二次元NMR
第8回:質量分析法
第9回:アルコール、エーテル、アミンの構造解析
第10回:不飽和炭化水素と芳香族化合物の構造解析
第11回:カルボニル基を含む化合物の構造解析
第12回:総合問題演習(1)
第13回:総合問題演習(2)
さらにまとめ(中間試験と期末試験を含む)を適宜行う

【学習の方法】
・受講のあり方
WebClassを通してプリントを配布するので、講義までに印刷して持ってきてください。講義中は、プリントに書き込みながら聞いてください。
・授業時間外学習へのアドバイス
講義前は、プリントに目を通し、教科書などを参考にして空欄の内容を予測してみてください。講義後は、適宜課題を課しますので自力で取り組んでみてください。その他、マクマリー有機化学の章末問題などにも取り組んでみてください。

【成績の評価】
・基準
◯各構造解析法の原理を理解し、それによって得られる情報を把握できる(30点)。
◯各構造解析法を用いて、単純な化合物の構造決定ができる(30点)。
◯各構造解析法を組み合わせて、複雑な化合物の構造決定ができる(40点)。
・方法
講義中に課す課題と、試験の成績を総合して評価します。

【テキスト・参考書】
教科書:
・基礎からわかる機器分析 加藤正直ら著 森北出版 2010

参考書:
・アトキンス物理化学要論 第6版(おもに前半第8回まで)
・マクマリー有機化学 第8版(おもに第9回以降)
他に、構造解析に関する書籍はたくさんあるので、図書館などで自分に合った本を探してみてください。例をあげると、
・ビギナーズ有機構造解析 川端潤著 化学同人 2005
・ベーシック有機構造解析 森田博史・石橋正己著 化学同人 2011
・有機化学のためのスペクトル解析法 第2版 M.Hesseら著 野村ら訳 化学同人 2010
などがあります。

【その他】
・学生へのメッセージ
有機化学及び物理化学の基本的な内容を理解しておいてください。
・オフィス・アワー
オフィスアワー;随時

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