1、1,情報化学,循環環境工学科2年前期,講義内容,情報化学化学物質情報検索分子基本的情報分子構造環境関化合物用化合物定性定量原子吸光法GC-MS,吸光分析UV可視吸光赤外線吸収構造活性相関QSARlogPowLog Pow用毒性予測,2,次化合物構造式示,酢酸,酸,3,用情報収集,化合物情報検索化合物索引情報分子式化合物名（慣用名，国際名）登録番号（CAS番号，JIS番号）分子構造（2次元，3次元）化合物性質物性値（融点，沸点，密度等）（GC-MS，UV，IR)毒性環境基準分解性，蓄積性化関連法律化学物質審査規制法（化審法）化学化学物質管理促進法大気汚染防止法水質汚濁防止法,情報源泉（論文情報）
2、，（学術雑誌，公的機関報告書），誰発表，信頼性考上非常重要実験化学講座化学便覧図書館HP検索可能日化辞Webhttp:/nikkajiweb.jst.go.jp/nikkaji_web/pages/top.html分子教材新潟女子短大本間善夫教授独立行政法人産業技術総合研究所有機化合物,4,情報検索：実際検索行。,5,日化辞Web実際検索http:/nikkajiweb.jst.go.jp/nikkaji_web/pages/top.html,(1)大検索(2)詳細情報,安全性毒性関情報,6,神奈川県環境科学,次化合物CAS番号，英語名調,7,安息香酸BHCDDTPCB,分子構造表方,2次元構
3、造 （例）構造式表記法：molfile化学構造原子節、結合枝構造表現、入力書節点座標原子種別表、結合2要素指定結合種別供表結合構成。,8,SMMXDraw07291015252D 11 11 0 0 0 0 0 0 0 0999 V2000 8.1600 -7.8785 0.0000 C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 7.4427 -8.2898 0.0000 C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6.0101 -8.2929 0.0000 O 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6.7255 -7.8785 0.0000 C 0 0 0 0 0 0
4、 0 0 0 0 0 0 5.2935 -7.0516 0.0000 C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6.0083 -6.6361 0.0000 O 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6.7255 -7.0474 0.0000 C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 7.4427 -6.6276 0.0000 C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8.1600 -7.0474 0.0000 C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8.8772 -6.6361 0.0000 C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
5、 9.5919 -7.0516 0.0000 O 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 1 2 0 0 0 0 4 2 1 0 0 0 0 4 3 1 0 0 0 0 7 4 2 0 0 0 0 6 5 1 0 0 0 0 7 6 1 0 0 0 0 8 7 1 0 0 0 0 9 8 2 0 0 0 0 9 1 1 0 0 0 0 10 9 1 0 0 0 0 11 10 2 0 0 0 0M END,分子構造表方,2次元構造構造式（SymixDraw用分子描画）構造式表記法：SmilesSimplified molecular input line entry specifi
6、cation syntax）、分子化学構造ASCII符号英数字文字列化構造曖昧性無表記方法（例）（例）SymixDraw発生,9,O=CC1=CC(OC)=C(O)C=C1,次化合物構造式示，Smiles表記示。,安息香酸BHCDDTPCB（塩化）,TCE（）PCE（）,10,分子3次元構造,名称、CAS番号、分子量構造式、感応基分子三次元構造表分子構造例（医薬品農薬構造）：丸善（実験化学講座，化学便覧）：https:/www.chem- Chemical Directory：http:/ acidChemical equationDihedral angleMolecular structu
7、reThree dimensionDensityMilliontrillion,14,環境基準濃度,環境基準：物質持有害性、以上濃存在健康害及濃度2. 濃度表方(濃度重量濃度）ppm（parts per million,通常，重割合） ppb(parts per billion)mol/L（濃度）mg/L（質量濃度）,大気汚染係環境基準土壌汚染係環境基準汚染物質種類,特定化合物環境基準,検液0.03mg以下。検液1？(a)JISK0125試験工業用水及向上排水中揮発性有機化合物，化有機化合物試験方法 (b)質量分析法,16,質量分析法,製容器採取試料適量（0.5-25ml）用容器注入。容器高温
8、槽入試料温度一定（例20度40度以下）後、不活性（窒素）一定量通気、試料中含測定対象物質揮発性有機化合物気相移動管捕集。捕集後、管加熱（例180度280度）、（）通気管揮発性有機化合物脱離、冷却凝縮装置（例50度120度）冷却凝縮（）。次、冷却凝縮装置加熱、揮発性有機化合物GC-MS導入。（HP）,17,化合物定性定量,18,定性：分子化合物何特定定量：分子化合物含特定,用既知化合物検出,無機化合物、元素定量原子吸光、量種類同時特定CP-AES（ICP - Atomic Emission Spectrometry、ICP発光分光）原子吸光分析法 (Atomic Absorption Spect
9、rometry, AAS),有機化合物GC-MS（質量分析計）定量：検量線作成可能定性：GC-MS照合特定可能LC-MS（液体質量分析計）,原子吸光関次語説明,基底状態励起状態吸収法則,20,無機化合物、元素定量,原子吸光(Atomic Absorption Spectrometry)、量種類同時測定高温媒体空気-炎亜酸化窒素-炎化学炎主用。図2原子吸光装置概念図光源、中空陰極呼、目的元素原子発光放射利用。一方、試料溶液炎中噴霧、目的元素原子蒸気。蒸気光共鳴吸収。分光器目的元素共鳴原子線選出、波長吸収測定。吸光度A、目的元素濃度C、原子化部長l、次式成立。A = kCl k比例定数。最新装置、
10、一度元素定性定量行。,21,元素特定吸収波長,22,熊本大学薬学部附属創薬研究 機器分析施設HP,Cu,Zn分析法,23,ICP発光分光ICP原子化熱励起、基底状態戻際発光元素同定定量行方法。原子吸光分析法 (AAS) 試料高温中（多-空気炎中黒鉛炉中）原子化、光透過吸収測定、試料中元素同定定量行。主、工場排水水溶液中含微量元素検出用。特定波長発光光源必要。,熊本大学薬学部附属創薬研究 機器分析施設HP,定量分析調。検量線用，有機化合物定量理由調。,24,質量分析計原理,、物質構成個化合物質量（重）正確測定、重化合物何、位調装置。基本原理、（電気帯原子、分子）一定速度加速磁場中通過、持質量数（
11、重）応磁場強度 軌道曲性質利用，電子磁場通軌道曲性質利用作管原理似,25,図 ） 、左同加速磁場強一定、磁場影響質量小（軽）順軌道，到達位置検出質量得、定性定量可能。実際 、図 ） 軌道一定、磁場強変化、各種類量一検出器測定検出、質量 、通常横軸質量電荷比(）、縦軸強度（量）多群（）示。,日本電子,実際測定,26,検出、入（）比較照合，化合物何特定,磁力線方向,左手法則,電流方向,S,N,電磁力方向,電流,磁力線,力,27,次問答,C7H8分子式与化合物構造式，名称，用途示。,28,m-cresol,o-cresol,p-cresol,anisole,29,次問答,C7H6O2分子式与4化合物
12、構造式，名称，用途，MS特徴示。,benzoic acid,salicylaldehyde,p-hydroxybenzaldehyde,methyl-p-benzoquinone,tropolone,次日本語英語直,可視光有機化合物基底状態励起状態,30,原子吸光分析法質量分析法電流紫外線赤外線,次分子分子量計算,原子量以下使H1.0C12.0N14.0O16.0Cl35.5S32.0,安息香酸TCE硫酸塩化水素,31,以下問答,地下水採取，（TCE)濃度測定，2.3010-6M濃度，環境基準確認TCE環境基準0.03 mg/LTCE（C2HC）分子量122+1+35.53131.5TCE 2
13、.3010-6M=131.5 2.3010-6=0.302mg/L環境基準超値成。,32,分光学分析,全光学分析電磁波関。電磁波波長長線、X線、紫外線、可視光、赤外線、波、波区別。,紫外可視吸収IR(Infra Red、赤外)地球温暖化,吸光光度法,34,透過前光強度I0透過後光強度I吸光度A次式定義 A= -log(I/I0) = ecl （/法則）：吸光係数c：濃度l: 長,Wikipedia 分光図,紫外部測定重水素放電管(D2)使用、可視部測定用。,紫外可視吸光,可視部波長約360780nm紫外部可視部低波長側約200360nm光当物質固有色見。物質吸収波長光以外光目認識青色物質，青色
14、補色光吸収，青色光反射目入青色物質青色見理由。,35,UV可視吸光例,36,，紫外可視近赤外分光法項目,紫外可視近赤外分光光度計,37,（日本分光株式会社）,分光光度計用（藤原製作所）,以下記述,地球温暖化記述検索，要約URL名記述忘内容，簡単,38,赤外線（IR),39,赤外線分子振動同等電磁波振動応特定赤外線吸収,地球温暖化温室効果,40,温室効果（Greenhouse Gas, GHG）大気圏、地表放射赤外線一部吸収温室効果気体総称。水，二酸化炭素，効果持地球温暖化係数,地球温暖化対策推進関法律施行令（平成11年4月7日政令第143号）,過去140年間気温変化,41,気候変動関政府間（I
15、ntergovernmental Panel on Climate Change、IPCC）報告,産業革命：1760年代1830年代始,過去万年間二酸化炭素濃度南極気温関係,42,東北大学大学院理学研究科大気海洋変動観測研究,気温，万年間温暖間氷期現在含回（黄色塗期間），以外時期寒冷氷期 分。二酸化炭素濃度気温密接関係，間氷期高氷期低，気候変動温室効果気体循環大変化 分。，氷期間氷期向気温急上昇，温室効果気体濃度同期急上昇。，二酸化炭素 濃度上昇温室効果強気温上昇強正過去働示唆。,次問答,43,分子振動関次記述、()()入語句組合、正1-5中一選。分子振動準位間隔波数換算55000cm-1、振
16、動準位励起 領域電磁波吸収.同分子振動情報与散乱、波長500nm光光源用場合、入射光波数50-5000cm-1範囲散乱光 領域電磁波。,分子中硫黄原子含化合物A(分子量142)、硫黄含溶媒 溶。溶液中硫黄、質量濃度1.0%溶液中化合物A質量濃度。次中最近一選。、硫黄原子量32。1.1%2.3 %4.4 %11 %23 %,化合物、濃度異水溶液AB。可視光吸収測定、透過光強度、A入射光1/9、B入射光1/3 。A化合物濃度、B化合物濃度何倍。次中最近一選。、A、 B同光路長測定、水溶液光吸収法則従。、log103=0.480.3倍0.5倍2倍3倍5倍,次問答,44,密閉容器中、CH4 9.6 g
17、O2 48 g混合物完全燃焼。、容器中存在化合物物質量合計。次中最近一選。、H原子量1.0，C原子量12，O原子量16。1.2 mol1.5 mol1.8 mol2.1 mol2.4 mol,吸光光度法関次記述中、正一選。重水素、主可視部測定使用。石英製、可視部測定用、紫外部測定用使用。光源光分光、回折格子使。、主紫外部測定使用。測定成分濃度吸光度、反比例関係。,環境計量士（濃度）試験問題,45,図3振動準位,図4L-IR,分光法赤外分光法違分光法以外、分子振動情報分子構造解析振動分光法赤外分光法。赤外分光法、分子振動相当光吸収、赤外吸収(IR)検出方法(図3)。一方分光法、入射光対分子振動(
18、 - )散乱観測。、赤外分光法分光法同官能基振動同波数検出。 L-IR図4示。原理的違、分光法S-SC-C結合分子振動分極率(電子雲)体積大変化対称性振動強検出。赤外分光法C=OO-H振動双極子(電荷偏)大振動非常強検出。双方分析手法併用詳細分子構造解析可能。,日本分光,次問答,化学物質審査及製造等規制関法律何規制法律，調法律，企業何求調,46,物性推算必要性,化審法昭和48(1973)年化学物質審査及製造等規制関法律制定、新製造輸入化学物質事前人有害性審査、環境経由人健康損化学物質製造、輸入及使用規制仕組設。30年以上経既存化学物質安全性評価。安全性，情報化学的推算必要,47,48,49,環
19、境省環境保健部化学物質審査室木野修宏氏説明http:/www.env.go.jp/chemi/saicm/forum/090323/2.pdf,有機溶媒水系分配係数 P,分配係数：化合物全体疎水性表数値。分配係数化合物水有機溶媒（n-一般的）二相溶解平衡溶解度比実測値疎水性：水対親和性低、水溶解、水混物質分子（一部分）性質,分配係数P = (有機溶媒相濃度)/ (水相濃度),有機化合物相分配,51,写真指示薬用水系分層実験例（左：，右：）, log Pow= 0.66（推定値）, log Pow=3.83（推定値）,log P 定量的構造活性相関必用物性値，分子分子相互作用大小考重要目安。例催
20、眠薬理想 log P 2，薬物活性部位結合否尺度（山川，p.34，講談社）。，分子味分子化学構造活性考上重要指標取上。,水系分配係数 P,次化合物Log P調 http:/ structure-activity relationship）（Hansch）-藤田式，着目生物活性引起薬物濃度C log (1/C ) a2bcEsd（a，b，c，d 適用系決定数）,疎水性因子 ，薬物母化合物（着目置換基結合化合物）水系分配係数 PH ，母化合物置換基X結合化合物（C8H17OH）水系分配係数 PX 次式規定。log PXlog PHlog （ PX / PH ）,http:/ P用予測,生分解性生物濃縮性予測（BCF,魚類生物濃縮倍率）LogBCF = 0.76logPow - 0.76,生態毒性予測化学物質部分構造魚類急性毒性試験半数致死濃度（LC50）及遊泳阻害試験半数影響濃度（EC50）予測,情報化学,SymyxDraw 3.3分子構造描必要国際命名法基化合物名作成，Smiles表記，Mol作成可能,57,
