北里大学理学部

分子構築学

英文名	Molecular Architecture
科目概要	化学科　２年　３群科目　必修　２単位　後期　15 コマ　講義　週1コマ　火4限生物科学科　２年　３群科目　B選択　２単位　後期　15 コマ　講義　週1コマ　火4限
科目責任者	神谷　昌宏
担当者	神谷　昌宏
備考	科目ナンバリング：SC301-CI22 科目ナンバリング：SB301-Ch26

教員免許取得のための必修科目

科目	教科に関する専門的事項（中・高　理科）
施行規則に定める科目区分	化学

授業の目的

金属－炭素結合を持つことで定義される有機金属化合物および関連の深い無機化合物について、結合、構造および反応性を体系的に理解する。前半はsおよびpブロックの典型元素化合物からdブロックの遷移金属錯体へと展開し、後半はそれらが現代の有機合成化学や工業触媒プロセスにおいてどのような役割を果たしているかを学ぶ。最終的には物質を自在に操るための先端的物質合成の方法と論理を身につけることを目的とする。

DPとの関連

SG2SG3SC2SC3SB3

教育内容

代表的な有機金属化合物を中心に、(1) 電子状態と結合、(2) 合成、性質および分光的特徴、(3) 有機金属化合物の素反応および触媒反応を概説する。主に有機金属化合物について扱うが、関連する無機化合物についても合わせて解説する。

教育方法

有機化学I・IIおよび無機化学I・IIの習得を前提に、指定した教科書（11～14、22、25章）に沿って PowerPoint による講義を行う。講義内容に対する疑問点を整理、確認するため、課題を含めたリアクションペーパーを講義中に配布し、講義後に回収する。

授業内容

回	項目	内容	担当者
1	講義概要	有機金属化学の歴史とその発展について解説する。	神谷　昌宏
2	有機金属化合物の結合	電気陰性度に基づく有機金属化合物の結合と性質、三中心二電子結合、σ結合およびπ結合について解説する。	神谷　昌宏
3	典型元素の有機金属化合物	1,2,13および14族元素の化合物について解説する。	神谷　昌宏
4	有機遷移金属錯体の電子状態	18 電⼦則（EAN）と分子軌道との関係について解説する。	神谷　昌宏
5	カルボニルおよびホスフィン錯体	一酸化炭素やホスフィンが配位した錯体について解説する。	神谷　昌宏
6	ヒドリド、アルキル、アルケン錯体	水素および炭素を配位原子とする錯体について解説する。	神谷　昌宏
7	カルベン錯体	フィッシャーカルベン、シュロックカルベンおよびその他の錯体について解説する。	神谷　昌宏
8	有機遷移金属錯体の反応（１）	配位子置換反応、酸化的付加反応および還元的脱離反応について解説する。	神谷　昌宏
9	有機遷移金属錯体の反応（２）	β水素脱離反応、移転挿入反応およびシクロメタル化反応について解説する。	神谷　昌宏
10	有機遷移金属錯体の反応（３）	メタセシス反応およびその他の反応について解説する。	神谷　昌宏
11	触媒の基礎概念	触媒に関する基本的な考え⽅について解説する。	神谷　昌宏
12	遷移金属錯体触媒（１）	アルケンを原料とする産業上重要な触媒反応について解説する。	神谷　昌宏
13	遷移金属錯体触媒（２）	クロスカップリング反応を中心に、機能性分子や精密有機合成に利用される触媒反応ついて解説する。	神谷　昌宏
14	遷移金属錯体触媒（３）	オレフィンメタセシス反応および最新の研究例について紹介する。	神谷　昌宏
15	まとめ	全体の確認と復習	神谷　昌宏

No. 1

項目: 講義概要
内容: 有機金属化学の歴史とその発展について解説する。
担当者: 神谷　昌宏

No. 2

項目: 有機金属化合物の結合
内容: 電気陰性度に基づく有機金属化合物の結合と性質、三中心二電子結合、σ結合およびπ結合について解説する。
担当者: 神谷　昌宏

No. 3

項目: 典型元素の有機金属化合物
内容: 1,2,13および14族元素の化合物について解説する。
担当者: 神谷　昌宏

No. 4

項目: 有機遷移金属錯体の電子状態
内容: 18 電⼦則（EAN）と分子軌道との関係について解説する。
担当者: 神谷　昌宏

No. 5

項目: カルボニルおよびホスフィン錯体
内容: 一酸化炭素やホスフィンが配位した錯体について解説する。
担当者: 神谷　昌宏

No. 6

項目: ヒドリド、アルキル、アルケン錯体
内容: 水素および炭素を配位原子とする錯体について解説する。
担当者: 神谷　昌宏

No. 7

項目: カルベン錯体
内容: フィッシャーカルベン、シュロックカルベンおよびその他の錯体について解説する。
担当者: 神谷　昌宏

No. 8

項目: 有機遷移金属錯体の反応（１）
内容: 配位子置換反応、酸化的付加反応および還元的脱離反応について解説する。
担当者: 神谷　昌宏

No. 9

項目: 有機遷移金属錯体の反応（２）
内容: β水素脱離反応、移転挿入反応およびシクロメタル化反応について解説する。
担当者: 神谷　昌宏

No. 10

項目: 有機遷移金属錯体の反応（３）
内容: メタセシス反応およびその他の反応について解説する。
担当者: 神谷　昌宏

No. 11

項目: 触媒の基礎概念
内容: 触媒に関する基本的な考え⽅について解説する。
担当者: 神谷　昌宏

No. 12

項目: 遷移金属錯体触媒（１）
内容: アルケンを原料とする産業上重要な触媒反応について解説する。
担当者: 神谷　昌宏

No. 13

項目: 遷移金属錯体触媒（２）
内容: クロスカップリング反応を中心に、機能性分子や精密有機合成に利用される触媒反応ついて解説する。
担当者: 神谷　昌宏

No. 14

項目: 遷移金属錯体触媒（３）
内容: オレフィンメタセシス反応および最新の研究例について紹介する。
担当者: 神谷　昌宏

No. 15

項目: まとめ
内容: 全体の確認と復習
担当者: 神谷　昌宏

到達目標

代表的な有機金属化合物の結合、構造、反応性および分光化学的特性を各金属の性質と電子状態に基づいて説明できる。有機金属化合物の基本反応（素反応）を理解し、図示できる。素反応を論理的に組み合わせて、触媒サイクルや複雑な機能性分子を構築する具体な反応経路を立案できる。

評価基準

リアクションペーパー（20%）、期末試験（80%）により総合的に評価する。リアクションペーパーの無解答は減点する。

準備学習(予習・復習)

【授業時間外に必要な学習時間：1 コマあたり 4 時間】
予習：指定された教科書の該当箇所を予習し、疑問点を予め明確にしておく。
復習：講義、配布資料、リアクションペーパーの結果をもとに講義後に復習する。

実務経験のある教員情報

該当しない

その他

リアクションペーパーの結果を踏まえて次回の講義中に補足、解説を行う。講義スライドの一部は講義開始前に印刷して配布するが、教科書は毎回持参すること。

教材

種別	書名	著者・編者	発行所
教科書	シュライバー・アトキンス無機化学第6 版上・下	M. Weller、T. Overton、 J. Rourke、F. Armstrong	東京化学同人
参考書	有機金属化学　－基礎から触媒反応まで－	⼭本明夫	東京化学同人

教科書

書名: シュライバー・アトキンス無機化学第6 版上・下
著者・編者: M. Weller、T. Overton、
J. Rourke、F. Armstrong
発行所: 東京化学同人

参考書

書名: 有機金属化学　－基礎から触媒反応まで－
著者・編者: ⼭本明夫
発行所: 東京化学同人