分子化学コース

化学反応は有機・無機材料や医薬品等の物質を創製し、人類の健康で快適な暮らしを根底で支えている。最近の研究では、精緻を極める生命現象も多彩な化学反応の組み合わせにより成り立っていることが明らかとなっている。今後、高効率・高選択的な化学反応の創出と反応原理の解明・解析や、工業的規模の反応への展開を指向した化学プロセス工学研究が不可欠である。さらに、環境・エネルギー問題に対応する反応開発や、新しい触媒を用いるエネルギー変換システムの開発研究も人類の将来を担う重要課題である。

本コースでは、化学反応の基盤となる原理、有機化学や触媒化学等における反応設計、反応機構解明、さらにプロセス制御にわたる広範な教育を体系的に行う。対象とする大学院学生として、化学はもとより、物理学や生物学等の広く基礎自然科学を履修した学生の入学を想定している。社会的に要請度の高いエネルギー問題や環境問題に対応した材料設計、合成技術の開発に係る教育も取り入れる。

本コースは分子化学における多彩な教員を揃えている。学生は、物理化学・有機化学等の基盤から触媒化学・反応工学までを網羅した科目群により、実験室レベルから製造システムにわたる一連の領域を体系的に学ぶことができる。有機関連物質・材料の設計、高機能化、製造技術、エネルギーや環境課題解決に関して社会的に資する技術者・研究者を養成する。

具体的には、分子化学コースの教育講座として以下の4講座を設け、教育・研究を行う。

反応解析学講座

化学反応の原理を解明することは、自然の営みを理解することに繋がるとともに、新しい優れた反応開拓の端緒となる。原子・分子レベルの厳密な反応解析、原子配列の制御、さらに量子化学計算によるシミュレーション等のアプローチから極微な世界の真実が明らかになりつつある。本講座では、物理化学を基盤とする高精度反応解析、固体/液体・気体界面における化学反応と機能発現、レーザー時間分解分光や顕微計測法を用いた微小領域における計測化学と光化学、計算化学を駆使した理論開発や動力学シミュレーション等の総合的な教育・研究を行う。


反応制御学講座

医薬に代表される生理活性物質や有機機能性材料等を効率的に合成するには、100 %に迫る高い収率と選択性を示す反応の開拓が必要不可欠である。これを実現するには、確かな原理に基づく反応剤や触媒の設計、最適な反応条件の設定が鍵を握る。複雑な構造をもつ化合物の合成には、合理的な合成経路の案出が求められる。本講座では、有機化学を基盤とし、有機金属反応剤や触媒を用いる高効率分子変換反応、不斉合成反応や環境調和型合成反応、さらに天然有機化合物等の効率的合成にわたる広範かつ総合的な教育・研究を行う。


触媒反応学講座

触媒は化学反応の進行を速やかにし、社会に役立つ物質・材料の効率的供給を可能にしてきた。最近では、燃料電池や自動車の廃棄ガス浄化等のエネルギー・環境分野においても重要な役割を担い、さらに優れた機能と高い効率を示す触媒の開拓が望まれている。本講座では、金属酸化物や金属ナノクラスター等の触媒設計や作用機構の解明、触媒反応の解析、新機能触媒の開拓、さらにバイオエネルギーの開発を含めたエネルギー・環境講座への展開に至る、基盤から応用までの体系的な教育・研究を行う。


プロセス工学講座

優れた機能を示す物質や材料を社会に役立てるには、工業規模で安全かつ安定した品質で生産するシステムが必要となる。これを実現するには、エネルギー・環境の視点からも満足できる合理的化学プロセスの開発が不可欠である。本講座では、化学反応の物理化学的解析を基に、新規な化学プロセスを設計・開発する化学工学に関する系統的教育・研究を行う。また、重油や石炭等の改質による炭素資源の有効利用法やバイオマスによる循環型エネルギー活用法についても教育・研究を行う。