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触媒は、フラスコや工場で物質を合成するための鍵になると同時に、酵素のように生命を駆動するためにも重要な役割を果たしている。物質科学と生命科学の二つの分野を触媒から統合的に考えたときに触媒に要請される特性は、安定な基質を温和な条件で活性化し、高い選択性を持っていることである。本集中講義では、基質の活性化と反応の選択性について、我々の開発してきた触媒を中心に講義する。また、触媒の開発を基盤としたケミカルバイオロジーや疾患治療への展開についても議論する。
Catalysts are key to the synthesis of substances in flasks and factories, but they also play an important role in promoting life, like enzymes. When considering the two fields of materials science and life science from the perspective of catalysts in an integrated manner, the characteristics required of catalysts are that they activate stable substrates under mild conditions and have high selectivity. In this intensive lecture, we will focus on the catalysts we have developed on substrate activation and reaction selectivity. We will also discuss the development of catalysts for chemical biology and disease treatment.
触媒は、フラスコや工場で物質を合成するための鍵になると同時に、酵素のように生命を駆動するためにも重要な役割を果たしている。物質科学と生命科学の二つの分野を触媒から統合的に考えたときに触媒に要請される特性は、安定な基質を温和な条件で活性化し、高い選択性を持っていることである。本集中講義では、基質の活性化と反応の選択性について、我々の開発してきた触媒を中心に講義する。また、触媒の開発を基盤としたケミカルバイオロジーや疾患治療への展開についても議論する。
Catalysts are key to the synthesis of substances in flasks and factories, but they also play an important role in promoting life, like enzymes. When considering the two fields of materials science and life science from the perspective of catalysts in an integrated manner, the characteristics required of catalysts are that they activate stable substrates under mild conditions and have high selectivity. In this intensive lecture, we will focus on the catalysts we have developed on substrate activation and reaction selectivity. We will also discuss the development of catalysts for chemical biology and disease treatment.
天然有機化合物は生物活性物質の宝庫であって、医薬品などとして実用にも供されている。この講義では、天然有機化合物の合成に必要な方法論を「触媒」を切り口として学ぶ。さらに、有機化学の原理を生物活性物質デザインに反映する方法の基礎を講述する。ケミカルバイオロジーに関する最新トピックスを随時取り上げる。
/Bioactive natural products are a rich source of novel therapeutics. This course explains synthetic methodologies useful for chemical synthesis of such natural products with special emphasis on "catalyst" that include enzymes, organocatalysts and organometalics. This course also provide basic knowledge on medicinal chemistry and chemical biology.
Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
環境に調和した有機合成化学を実現するためには，有害な物質の生成や使用を削減もしくは除去するような化学物質や製造プロセスの創出，設計，応用が求められる。本講義の前半では，光学異性体の合成を例として，分子認識化学と不斉触媒の設計の基礎，環境負荷の低減を目指した代替試剤や反応場の利用などについて概説する。また，後半では，機能性ホスト分子の設計を軸として，環境負荷低減を目指した有機分子捕集材料や金属イオン分離材料の開発について概説する。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")
In order to realize environmentally-benign synthetic organic chemistry, it is necessary to create, design, and/or apply chemical substances, as well as production processes, which can reduce the formation or utilization of harmful materials or remove them. In the first half of this course, you will learn the basics of molecular recognition chemistry and the design of catalysts, and utilization of alternative reagents or reaction fields intended to reduce environmental loading, taking syntheses of enantiopure compounds as examples. In the second half, you will learn examples for the development of capturing and separation materials for organic molecules and metal ions based on the design of functional host molecules.
反応活性な有機金属錯体について、その基礎および最近の展開について紹介する。
具体的には、以下の２つのタイプの錯体を中心に、合成、構造、結合状態、反応性および触媒能等について解説する。
１． 遷移金属と14～16族元素間に多重結合を持つ錯体
２． 多座キレート配位子を持つ錯体
This course explains basic knowledges of reactive organometallic complexes and recent progress in the chemistry of organometallic chemistry, with focus on two classes of complexes as follows.
1) Complexes bearing metal-Group 14-15 multiple bonds
2) Complexes with multidentate chelate lignads
Synthesis, structures, bonding situation, reactivity and catalysis of these complexes are explained.
近年、分子レベルにおける生命科学の解明がすすみ、様々な化学反応が生命を維持するのに働くことが詳細にわかってきた。これらの化学反応の多くは非常に微小な変化であるが、遺伝子発現や様々なタンパク質間相互作用の制御に重要な働きを持つ。本特別講義では「生命科学における化学反応」に焦点を絞り、生体成分である核酸、蛋白の相互作用や機能を分子レベルで理解することを目的とする。特に、水素結合や疎水相互作用など、弱い相互作用の特徴とその共同効果ならびにエントロピーとエンタルピーの補償則についても詳細に説明する。
In recent years, the understanding of life science at the molecular level has advanced and it has become clear in detail that various chemical reactions work to maintain life. Although many of these chemical reactions only induce changes at the molecular level, they play an important role in controlling gene expression and various protein-protein interactions. In this special lecture, we will focus on "Chemical Reactions in Life Science" and aim to understand the interaction and function of biological components such as nucleic acids and proteins at the molecular level. In particular, the properties and synergetic effects of weak interactions, such as hydrogen bonding and hydrophobic interactions, will be explained in detail. The rules of entropy and enthalpy compensation are also described.