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  •   化学・バイオ工学Ⅰ / Chemical and Biomolecular Engineeing I  
      大井 秀一, 久保 正樹, PICHIERRI FABIO, 熊谷 将吾, 中川 善直, 藤本 裕, 丸山 伸伍  
      工  
       
       

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    学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

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    Purpose/Abstract

    We are surrounded by a large number of chemical products manufactured with various types of materials including organic, inorganic and their composite materials. Even in our body, biological materials are constantly being produced with the help of specialized enzymes and biochemical reactions. The objective of the present course is to provide

    chemistry-oriented topics concerned with the development of functional materials in various areas of engineering.

    Goal

    Students will learn some basic aspects of chemical production, with special emphasis on environmentally friendly methodologies for the synthesis of fine chemicals and advanced materials.

    Contents

    This course is offered in the Spring semester with the goal of understanding chemical and biomolecular engineering. Various topics will be presented by different instructors, as listed in the course schedule below, with each instructor giving two lectures for each topic.

  •   化学・バイオ工学Ⅱ / Chemical and Biomolecular Engineeing II  
      長尾 大輔, 石丸 泰寛, 大田 昌樹, 大野 肇, 高橋 征司, 中澤 光, 諸橋 直弥  
      工  
       
       

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    学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

    Chemical and Biomolecular Engineering II refers to any technological applications of chemical and biological systems, such as biomolecules and environmental materials to make or modify products or green processes for specific purposes. This class focuses on biomaterials, biomedical engineering, membrane transport, protein engineering, environmentally benign materials and reactions, biomass conversion, fluid dynamics, green process and industrial processes. Students will learn some basic aspects of engineering for biotechnology, biological and environmental materials.

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    Chemical and Biomolecular Engineering II refers to any technological applications of chemical and biological systems, such as biomolecules and environmental materials to make or modify products or green processes for specific purposes. This class focuses on biomaterials, biomedical engineering, membrane transport, protein engineering, environmentally benign materials and reactions, biomass conversion, fluid dynamics, green process and industrial processes. Students will learn some basic aspects of engineering for biotechnology, biological and environmental materials.

  •   環境資源化学特論 / Advanced Resources and Environment  
      担当教員  
      工  
       
       

    環境資源化学および関連分野の中でも、廃棄物の資源化を含む物質循環化学技術、石油、石炭、天然ガスの水素化精製技術に関する広範で、かつ深い専門知識を講義すると共に、現時点における問題点の発掘と、それに対応する新しい問題解決方法を考究し、博士課程の問題発見・設定能力の育成を主眼とする。

    Deep insights in broad fields of organic resource chemistry and environmental chemistry will be delivered in this subject to help students to find and solve problems in their doctoral works. Topics include the valorization of wastes for chemical recycle of materials and refinery of fossil resources and biomass.

  •   高分子ナノ材料化学 / Chemistry of Nano-Structured Polymer Materials  
      三ツ石 方也  
      工  
       
       

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    高分子の基本的事項に関する解説を行い、ナノサイエンス・ナノテクノロジーの観点から高分子材料に対する考え方を理解する。また、分子レベルでの超薄膜である高分子単分子膜を規則的に配列して得られる超分子組織体の分子構築法やその高分子組織体の種々の機能材料へ応用などについても講義を行う。

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    The lecture will be given for topics related to polymer materials science, especially to polymer organized assemblies and polymer thin films. Electronic, dielectric, and photonic properties of polymer thin film assemblies will be discussed. Nano-technology in the fabrication of molecular assembled devices is also given.

  •   有機化学合同講義Ⅰ / Advanced Organic Chemistry I  
      笠井 均  
      工  
       
       

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    東北大学大学院有機化学のスタンダードとなる講義内容を、全学有機化学系教授、准教授によるオムニバス形式で解説する。

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    The standard lecture contents of organic chemistry at Tohoku University Graduate School will be explained in omnibus format by professors or associate professors of organic chemistry.

  •   有機金属化学 / Organometallic Chemistry  
      大井 秀一, 田中 信也  
      工  
       
       

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    炭素-金属結合を有し,有機化学と無機化学の境界領域に位置する有機金属化合物,特に有機遷移金属化合物に関して,合成法,構造と結合,反応性,触媒作用,有機合成反応への利用法などについて講義する.

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    Organometallic compounds that have a carbon-metal bond are located in the boundary region between organic chemistry and inorganic chemistry. In this lecture, synthetic methods, structures and bonds, reactivity, catalytic action, usage for organic synthetic reactions for organic transition metal compounds will be explained.

  •   化学・バイオ工学演習B / Exercises B  
      中澤 光  
      工  
       
       

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    1.目的

    関連する応用化学・有機化学・バイオ工学の講義より得られた知識を各種の問題に応用することにより、多面的かつ有機的に理解を深める。

    2.概要

    有機化学および生物工学関連の講義により得られた知識をもとに、有機分子、生体分子の構造決定・機能解析に用いられる方法論の基礎的な考え方、応用について演習する。界面化学および材料物性化学の講義により得られた知識をもとに、無機化学関連の構造化学、物性評価の問題の演習をする。

    3.達成目標等

    化学系研究で必須の、各種測定機器より得られる化合物・生体分子に関するスペクトルを解釈して、分子構造・機能に関する情報を得ることができる。無機化学の基本的な考え方を理解し、応用することができる。

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    1. Purpose

    By solving exercises in applied chemistry, organic chemistry, and biotechnology, students gain a further understanding of the knowledge obtained from related lectures.

    2. Overview

    Based on the knowledge obtained through lectures related to organic chemistry and biotechnology, students practice fundamental concepts and applications of methodologies for structure determination and functional analysis of organic molecules and biomolecules. Based on the knowledge obtained through lectures related to surface chemistry and material physical chemistry, students practice inorganic chemistry-related structural chemistry and physical property evaluation problems.

    3. Learning Goals

    Students will interpret spectra of compounds and biomolecules obtained from various measuring instruments, which are essential in chemical research, and obtain information on molecular structures and functions. Students will understand the basic concepts of inorganic chemistry and apply it.

  •   応用生命化学特論 / Advanced Biomolecular Engineering  
      珠玖 仁  
      工  
       
       

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    生物工学および関連分野の中でも,生命現象の基礎的解明とその応用について,広範で,かつ深い専門知識を講義すると共に,現時点における問題点の発掘とそれに対応する新しい問題解決法を考究し,博士課程学生の問題発見・設定能力の涵養に主眼を置く.物質生産系としてのタンパク質合成システムの応用なども具体的な考究の対象とする.

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    (Advanced Biomolecular Engineering)This lecture will deal with a wide range of research topics concerning basic and advanced aspects of life sciences and their applications. This lecture will also discuss bimolecular engineering issues that remain to be solved and consider how to address these issues scientifically. Such issues, for example, include application of protein synthesis systems for the production of useful compounds.

  •   超臨界流体工学 / Supercritical Fluid Engineering  
      渡邉 賢, 大田 昌樹  
      工  
       
       

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    超臨界流体技術は二酸化炭素と水といったありふれた物質の機能を最大限に引き出すための技術であり、持続可能かつ環境低負荷の化学産業において欠かせない技術である。当該講義では、二酸化炭素と水の幅広い温度、圧力における性質を把握するとともに、必要に応じて適宜物性値を入手でき、それを適切に扱う基礎を培う。その後、幅広い条件での二酸化炭素と水、特に超臨界流体の性質を意識した条件で操作されるプロセスを概観する。さらに、再生可能資源や高機能成分の生産に欠かせない二酸化炭素と水のプロセスを取り上げ、装置設計に貢献する定量的な取り扱いについて学ぶ。

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    Supercritical fluid technology is a technology for maximizing the functionality of commonplace materials such as carbon dioxide and water, and is an indispensable technology in the sustainable and environmentally low-impact chemical industry. In this lecture, students will learn the properties of carbon dioxide and water at a wide range of temperatures and pressures and, if necessary, obtain the appropriate physical properties and cultivate the fundamentals to handle them appropriately. The course will then provide an overview of processes that operate under conditions that are aware of the properties of carbon dioxide and water, especially supercritical fluids, under a wide range of conditions. In addition, carbon dioxide and water processes that are essential for the production of renewable resources and high-performance components will be covered, and quantitative handling that contributes to equipment design will be studied.

  •   有機合成化学 / Synthetic Organic Chemistry  
      服部 徹太郎, 諸橋 直弥  
      工  
       
       

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    1.目的

    現代の物質文明を支える様々な有機化合物が有機炭素資源からどのようにしてつくられるか、またそのための基礎的な合成法を学ぶ。

    2.概要

    有機化合物の合成法は、炭素-炭素結合の形成と官能基の変換の組み合わせからなる。本講義前半では、芳香族化合物の選択的な合成法を学ぶ。後半では、有機合成反応で重要な地位を占める有機典型金属化学の基礎と有機合成反応への応用について学ぶ。

    3.達成目標

    この講義では、主に以下のような能力を修得することを目標とする。

    ・簡単な有機化合物について、有機炭素源からの変換経路を理解し、説明することができる。

    ・多くの有機化合物が、ごく限られた有機炭素源から合成されることを理解し、基礎的な合成法を説明することができる。

    ・主要な炭素-炭素結合形成法、官能基変換法を理解し、説明することができる。

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    1. Purpose

    Students will learn how various organic compounds that support modern material civilization are made from organic carbon resources and basic synthetic methods for that purpose.

    2. Overview

    The synthetic process of organic compounds generally consists of the combination of C-C bond formation and functional group transformation. In the first half of this course, students will learn methods to selectively prepare aromatic compounds with desired structures. In the latter half, students will learn fundamentals of main group organometallic chemistry and synthetic reactions involving organometallic compounds.

    3. Goal

    The main objective of this course is to acquire the following skills

    ∙ Understanding and being able to explain synthetic schemes of simple organic compounds from organic carbon sources.

     ∙ Understanding that many organic compounds are synthesized from limited organic carbon sources and being able to explain basic synthetic methods.

     ∙ Understanding and being able to explain the main methods of carbon-carbon bond formation and functional group transformation.

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