タイトル

ナンバリングコード  
授業科目名 科目区分 時間割 対象年次及び学科
生物資源有機化学特論    
Advanced Organic Chemistry of Bioresources
  前期 金1 1~ 農学研究科 
講義題目 水準・分野 DP・提供部局
対象学生・
特定プログラムとの対応
 
Advanced organic chemistry in applied bioresource science
     
担当教員 授業形態 単位数 時間割コード
片山 健至[Katayama Takeshi]   1 951410
水準DPコード  
1abxGA
 
関連授業科目  
バイオマス化学特論
Advanced biomass chemistry
 
履修推奨科目  
バイオマス化学特論
Advanced biomass chemistry
 
学習時間  
講義90分 × 8回 + 自学自習
Lecture (90min x 8) + individual study
 
授業の概要  
 今後,石油や石炭等の化石資源に依存しないで持続的に発展する社会を構築するためには,再生産可能で環境にやさしい生物資源またはバイオマス,あるいはそれらに由来する物質・分子(高分子から低分子まで)を有効利用・高度利用することが重要である。本講義では,そのための基礎科学として重要な物質・分子あるいは利用にかかわるプロセスをいくつか選び,有機化学,すなわち化学構造と立体構造,構造と特性,生合成反応機構,利用に関連する反応の機構,生分解反応機構等について述べる。また,分子構造の解析方法についても若干言及する。
Through the future from the present, it is necessary to build a sustainable society without depending on fossil resources such as oil and coal. To do so, it is important to utilize effectively and highly biological resources or biomass (especially woody biomass, i.e. lignocelluloses) that is renewable and environment-friendly, or substances and molecules (high-molecular compounds to low-molecular weight compounds) derived from the biological resources or biomass.
In this lecture, as a basic science, some of the important substances and molecules in the biological resources or biomass, and some of the processes relating to the utilization are chosen and described their organic chemistry (i.e. chemical structures and stereochemistry, structures and properties, biosynthetic reaction mechanism, the reaction mechanism associated with the application, biodegradation reaction mechanism, etc.). Also, some methods for analyzing the molecular structure are mentioned.
 
授業の目的  
 生物資源またはバイオマス,あるいはそれらに由来する物質・分子(高分子から低分子)を例にして,化学構造と立体構造の特徴,生合成の反応機構と立体化学,利用に関連する反応とその機構,生分解の反応機構等について学ぶ。有効利用・高度利用することの重要性,実際の利用における難点を,有機化学の知識を駆使して理解する。生合成を有機反応機構や立体化学に基づいてを学ぶことによって,天然物の構造が合理的に組み立てられていることを知る。
In this lecture, some of the important substances and molecules (low-molecular weight compounds to high-molecular weight compounds) in the biological resources or biomass (especially woody biomass or forest biomass), and some of the processes relating to the utilization of the woody biomass are chosen and their organic chemistry (i.e., chemical structures and stereochemistry, structures and properties, biosynthetic reaction mechanism, the reaction mechanism associated with the application, biodegradation reaction mechanism, etc.) is studied.
 
到達目標  
・主要な生物資源あるいはバイオマスを構成する主要な物質・分子について,以下の事項の最近の知見を説明できる:化学構造と立体構造,生合成の反応機構と立体化学,生分解の機構。
・主要な木質バイオマスを利用する化学・生化学プロセスにおいて,実際に起こっている反応が説明できる。
・石油・石炭等の化石資源に依存しないで持続的に発展する社会を構築するためには,再生産可能で環境にやさしい生物資源またはバイオマス,あるいはそれらに由来する物質・分子を,有効利用・高度利用することが重要である。この重要性あるいはそれを達成する際の問題点を,分子レベルで認識し,説明できる。
• For major substances and molecules that constitute major biological resources or biomass, can be explained the recent findings of the following matters: chemical structure and the three-dimensional structure, reaction mechanism and stereochemistry of the biosynthesis, mechanism of the biodegradation.
• The reactions in the chemical and biochemical processes that utilize a major woody biomass can be explained.
• It is necessary to build a sustainable society without relying on fossil resources such as oil and coal. To do so, it is important to utilize effectively and highly biological resources or biomass (especially woody biomass or forest biomass, i.e. lignocelluloses and NWFB) that is renewable and environment-friendly, and substances and molecules (high-molecular compounds to low-molecular weight compounds) derived from them. The importance or problems in achieving it is recognized at the molecular level and can be explained.
 
成績評価の方法と基準  
 レポートで評価する。出席は不可欠である。
 Submitted paper (report) at the completion of the course. Attendance is essential.
 
授業計画並びに授業及び学習の方法  
 板書,プリント(主に参考書の内容)およびスライドを用いて講義する。
下記の項目の中から選択して,それらの基礎的事項と最近の進歩を,有機化学の知識を駆使して解説する。
(1)樹木(木材と樹皮)の化学成分の概要
(2)木部細胞壁の多糖類(セルロースとヘミセルロース)の化学構造,性質,機能,生合成,および生分解
(3)p-ヒドロキシケイ皮酸類とp-ヒドロキシケイ皮アルコール(モノリグノール)類の生合成
(4)木部細胞壁の芳香族高分子であるリグニンの化学構造,生合成(脱水素重合),化学反応
(5)森林(木質)バイオマスの化学的利用の実例であるパルプ化と製紙の概要と脱リグニンの反応機構
(6)リグニンの微生物による分解の機構
(7)生物活性なリグナンとネオリグナンおよびその他の抽出成分の化学,並びに生合成の立体化学的機構
(8)樹皮スベリンの化学構造と生合成(フェルラ酸の脱水素重合),特に芳香族部分について

Lectures are done by using a blackboard, prints, and slides.

(1) Outlines of chemical composition of trees (wood and bark).
(2) Chemical structures, properties, functions, biosynthesis, and biodegradation of the polysaccharide (cellulose and hemicelluloses) of the xylem cell walls.
(3) Biosynthesis of p-hydroxycinnamic acids and p-hydroxycinnamic alcohols (monolignols).
(4) Chemical structures, biosynthesis (dehydrogenative polymerization), and chemical reactions of lignins, aromatic polymers of xylem cell walls.
(5) Outlines of pulping and papermaking as examples of the chemical utilization of forest (wood) biomass, and reaction mechanism of delignification.
(6) Mechanism of microbial degradation of lignins.
(7) Chemistry and biosynthesis (stereochemical mechanism) bioactive lignans and neorigunans and the other extractives.
(8) Chemical structures and biosynthesis of bark suberin, especially its aromatic moiety.
 
教科書・参考書等  
 参考書:「木質の化学」,日本木材学会編,文永堂,2010,4,000円+税。「木質の形成:バイオマス科学への招待(第2版)」,福島和彦ほか編,海青社,2011,4,000円+税。「植物細胞壁」,西谷和彦ほか編,講談社,2013,6,800円+税。「マクマリー生化学反応機構」,J. McMurryほか著(長野哲雄・監訳),東京化学同人,2007,5,400円+税。その他は授業中に紹介する。
 
オフィスアワー  
金曜日15:00-17:00(研究室 BW205-2)
Friday 15:00-17:00 (laboratory BW205-2)
 
履修上の注意・担当教員からのメッセージ  
各項目は,授業の進行状況によって多少変更することがある。
メールアドレス:片山健至 (KATAYAMA, Takeshi): katayama@ag.kagawa-u.ac.jp
 
参照ホームページ  
 
メールアドレス  
片山健至 (KATAYAMA, Takeshi): katayama@ag.kagawa-u.ac.jp
 
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