埼玉大学
大学院理工学研究科
物質科学専攻基礎化学プログラム
研究室紹介埼玉大学 理学部基礎化学科
大学院理工学研究科物質科学専攻基礎化学プログラム 案内パンフレット

目 次
１．基礎化学科／基礎化学プログラムについて

３

２．専任教員の専門分野と主な研究テーマ

３

３．基礎化学科の教育理念とアドミッションポリシー

４

４．基礎化学科卒業生の進路

５

５．基礎化学科入試情報

６

６．基礎化学プログラムの教育／研究目標

７７．基礎化学プログラムのアドミッションポリシー

７

８．理工学研究科 連携教員について

７

９．博士前期課程修了後の進路

８

１０．大学院入試情報

９

１１．Web ページについて

９

１２．研究室紹介

１１○藤原研究室○古川研究室○斎藤雅一研究室○佐藤研究室○川村研究室○上野研究室○石井・中田研究室〇杉原研究室○齋藤英樹研究室○若狭・矢後研究室○高柳研究室○前田研究室１３．交通案内２３－2－

基 礎 化 学 科 ， 基 礎 化 学 プログラムについて
本パンフレットでは，埼玉大学の学部組織である理学部基礎化学科，大学院理工学研究科・教育部に属する博士前期課程物質科学専攻基礎化学プログラム，および博士後期課程理工学専攻物質科学コースの基礎化学系分野，において行われている教育研究活動，所属教員，研究室について紹介します。
理学部基礎化学科は，１９４９年に設置された文理学部理学科化学講座，理工学部化学科（１９６６年），
理学部化学科（１９７６年）を経て，１９９５年度に新しい研究分野を加えて発足し，「合成化学講座」と「解析化学講座」の２講座に所属する教員が教育と研究を行ってきました。２００６年度からは大学院改組に伴い，教員は大学院理工学研究科研究部・物質科学部門の「物質基礎領域（元素化学研究分野）」と「物質機能領域（機能分子解析）」に所属していますが，引き続き基礎化学科の教育を担当しています。また，最新の測定・分析機器が設置されている「科学分析支援センター」に所属する化学系教員も，基礎化学科の講義や研究に協力しています。
大学院理工学研究科・教育部の博士前期課程は５専攻に分かれており，基礎化学プログラムは応用化学プログラム，物理学プログラムとともに物質科学専攻を構成しています（２０２１年度改組により）。前２プログラム間では授業が共通に開講されており，また理化学研究所と産業技術総合研究所の研究員が連携教員として教育／研究に参加しています。
大学院理工学研究科・教育部の博士後期課程理工学専攻は６コースに分かれており，基礎化学系の教員は物質科学コースにおいて教育を担当しています。

専 任 教 員 の 専 門 分 野 と主 な研 究 テ ーマ（ 2024 年 度 ）
教 授

石井 昭彦

（有機ヘテロアトム化学）１４，１５および１６族元素を含む特異な有機化合物の合
成と反応

教 授

若狭 雅信

（光化学・スピン化学）有機・有機金属化合物の光物理化学と磁場効果

教 授

高柳 敏幸

（理論化学・化学反応論）化学反応ダイナミックスにおける量子効果の研究

教 授

斎藤 雅一

（有機典型元素化学）有機典型元素化合物の合成，構造および反応

教 授

上野 啓司

（固体化学・表面物性化学）薄膜・ナノ構造形成とその物性探索

教 授

中田 憲男

（有機典型元素化学・有機金属化学）典型元素および遷移金属を含む新規化合物の合成と構造解明、反応性の探索

准教授

杉原 儀昭

（有機化学）含ヘテロアトム有機化合物の合成，構造，反応および機能性

准教授

前田 公憲

（ 量子生物物理化学 ） 光・磁場・磁気共鳴による反応中間体のスピン動力学，渡り鳥など，生物の磁気感受
准教授

矢後 友暁

（物理化学）電子スピンをプローブとした光化学反応の研究

准教授

川村 隆三

（高分子化学・生物物理化学）運動タンパク質の構造体形成と機能探索

講 師

齋藤 英樹

（結晶化学・物理化学）新しい機能性固体の合成，構造および物性

講 師

佐藤

大

（有機化学）新しい芳香族化合物の合成，構造および反応

助 教

古川 俊輔

（有機化学）量子情報制御のための分子創製と機能開発

助 教

長嶋 宏樹

（量子生物物理化学） 電子スピン共鳴による光反応中間体の構造, 反応機構
の解明

助 教

リム ホン エン

（固体化学）低次元物質の創生，構造制御，および物性探索

科学分析支援センター兼任
准教授

藤原 隆司

（無機化学・錯体化学）遷移金属錯体の合成，構造と機能性－3－

理 学 部 基 礎 化 学 科 の教 育 理 念 とアドミ ッションポリシー
基礎化学科では，「物質とは何か」について，すなわちさまざまな物質の反応や性質を研究し，構成原子や分子の構造を調べ，新たな物質を合成しよう，という学問を行っています。１億６０００万種以上という膨大な数の物質が知られ用いられている現代社会においては，物質の性質や構造および機能を研究することは非常に重要です。現代の化学は，試験管とビーカーだけで実験するものではありません。最先端の技術を駆使した機器や，精密な分析手法，コンピューターによるデータの処理等を活用して，新しい化合物を探索し，新しい機能を持つ物質を開発しようとするのが最近の化学研究の方向です。
私たちの学科は，全国で唯一の基礎化学科です。基礎化学科と言っても，化学の基礎だけを教育するのではありません。物理化学，無機・分析化学，有機化学など化学研究の土台となる分野について重点を置
いて教育し，さらにそれを礎にして応用の分野まで幅広く教育しています。

基礎化学科のカリキュラム体系図
基礎化学科では，１）現代の化学を総合的に理解するための基礎知識の修得，２）化学の研究者，教育者，技術者またはその周辺の化学を専攻する者に必要な基礎技術の修得，３）自然科学における「化学」の役割を理解し，社会における重要性を認識した，広い視野をもつ社会人の育成，を目標に学生の教育を行っています。上記の目標を効果的に達成するため，早期に化学の基礎知識を身につけ，現代化学の全体像を理解して「化学」に自発的に興味がもてるようなカリキュラムを組んでいます。
基礎化学科に入学すると，１年次には，基盤科目，外国語科目と並行して，化学を専門として学習・理解するために必要な「数学」と「物理学」，化学の系統的専門科目の入門編として「物理化学」，「無機・分析化学」，「有機化学」を学びます。また，「化学基礎実験 I」で化学実験の基本技術を修得します。２年次と３年次には，「物理化学」，「無機・分析化学」，「有機化学」の３つの大きな系列を系統的に学びます。２年次の「化学基礎実験 II」，３年次の「合成・解析化学実験」の授業を通して，化学実験の面白さや不思議さを体験するとともに，卒業研究を行うための基礎技術の修得を行います。４年次の「卒業研究」では，研究室に所属して一つの研究課題に取り組み，結果を出してそれを考察していく方法を修得します。
これら授業をよりよく理解するためには，化学が本当に好きであることが大切であり，基礎化学科としては化学と実験が好きな学生が多く入学してくれることを望んでいます。将来，幅広い視野を持った研究者，教育者および技術者などになるためには，他の学問分野（例えば数学，物理学や生物学など）にも興味を持
つことと英語など外国語を使いこなせることが重要です。埼玉大学理学部基礎化学科で化学の知識や技術を学び，物質の際限のない探究の世界にむけてはばたこうではありませんか。

－4－

基 礎 化 学 科 卒 業 生 の進 路
理学部では学部卒業後，さらに大学院に進学する学生が増加しています。これは，科学技術の進歩にともない，専門家として社会に貢献するためには，学部段階での基礎的な知識の他に，研究者としての素養を身につける必要があるためです。実際，企業で研究面での職種を希望する場合や，高校教員の採用にあたっては，修士の学位取得者が有利になってきています。
最近は，卒業生の７０％が大学院へ進学しています（下グラフ参照）。進学先は埼玉大学大学院を含め，国立大学法人および公立大学の大学院がほとんどです。専攻分野は化学が主ですが，物性物理学，工学，
環境分野，生命科学など，化学と関連する学問を含めた広い範囲にわたっています。これなども現代の化学が自然科学の多くの分野から必要とされていることを示すものです。
180

2023年度160

2022年度

140
120

基礎化学科卒業生の進路

2021年度（最近５年間２４０人）

2020年度
2019年度

人数

100
80
60
40
20
0
大
学
院

大
学

教
育

国
家
公
務
員

地
方
公
務
員

建
設

機
械
･
設
備

精
密
機
器

金
属
･
鉄
鋼

電
気
･
電
子

食
品
･
衣
料

化
学
･
薬
品

資
源
･
環
境

情
報

運
輸
･
通
信

出
版
･
報
道

保
険
･
金
融

流
通
･
販
売

そ
の
他

一方就職先ですが，企業からの求人は，化学関係企業からの求人が最も多くなっています。金属・鉄鋼，
精密機器，電気・電子，食品・衣料，資源・環境，機械・設備といった業種の企業からの求人でも，望まれている人材は化学関連の職種であることが多く，それらを含めると「化学関係」が占める比率はさらに高くなります。実際に学部卒業生の就職先は，化学関係の企業，および情報関係の企業が多数を占めています。高
校教員や国家・地方公務員（主に化学系の研究所や試験所など）として教育・研究職に就く人は，ほとんどの場合大学院を修了してからで，学部卒の人は少なくなっています。
主 な就 職 先 ・ 進 学 先
２０１９年度
就職先：見沼の虹福祉会，日本ドライケミカル，コンピュータマネジメント，リコーテクノロジーズ，塩野香料，
図研テック，クレハトレーディング，ミロット，くら寿司，NTT データフロンティア，ソリューション･アンド･テクノロジー－5－進学先：埼玉大学大学院，東北大学大学院，京都大学大学院
２０２０年度
就職先：リクルート北関東マーケティング，UT エイム，ダイニック，ワールドインテック，日本コンピューター，東京税関，昭和飛行機工業，東洋製罐，日本電鍍工業，アイオス，専修大学松戸中学校・高等学校
進学先：埼玉大学大学院，北海道大学大学院，北陸先端科学技術大学院大学
２０２１年度
就職先：旭ファイバーグラス，ワールドインテック，栃木県庁，アドバンストラフィックシステムズ，コモドソリュー
ションズ，さいたま市役所，天昇電気工業，三菱総研 DCS，日立ソリューションズ・クリエイト，くるまやラーメ
ン，国立印刷局，長谷川香料
進学先：埼玉大学大学院，新潟大学大学院，東京工業大学大学院，大阪大学大学院
２０２２年度
就職先：関東信越国税局，クリーク･アンド･リバー社，砂防エンジニアリング，JERA，KSK，かんぽシステム
ソリューションズ，デジタルアイデンティティ，さいたま市役所，ジーエルサイエンス
進学先：埼玉大学大学院，東京工業大学大学院，横浜国立大学大学院，大阪大学大学院，
２０２３年度

就職先：日星電気，セプテーニ・ホールディングス，臨海，ヤオコー，ZOZO，群馬銀行，東日本旅客
鉄道，YKK，システムインテグレータ，高等学校教員(3)
進学先：埼玉大学大学院

基礎化学科入試情報
入学試験（２０２５（令和７）年４月入学）
１．特別選抜 学校推薦型選抜（２０２４年１１月中旬）
定員５名：面接，大学入学共通テスト
２．一般選抜 前期日程（２０２５年２月下旬）
定員１５名：大学入学共通テスト
３．一般選抜 後期日程（２０２５年３月中旬）
定員３０名：大学入学共通テスト，個別学力検査（数学，理科（化学または物理学）)
上記の他，私費外国人留学生特別選抜を実施しています。詳細は学生募集要項をご覧ください。

基礎化学科，基礎化学 PG の実験風景１－6－

大 学 院 理 工 学 研 究 科 物 質 科 学 専 攻 基 礎 化 学 プログラムの教 育 ／ 研 究 目 標
埼玉大学大学院理工学研究科物質科学専攻基礎化学プログラムでは，「物質とは何か」というシンプル
かつ深淵なるテーマについて，理学的視点に立って教育および研究を行っています。すなわち，無機，有機を問わずさまざまな物質の反応や性質を研究し，構成原子や分子の構造を調べ，新たな物質を合成し，さらに機能性の発現を目指しています。１億６０００万種以上という膨大な数の物質が知られ，実際に使用されている現代社会においては，物質の性質や構造および機能を研究することは非常に重要です。
教育においては，化学の研究者，教育者，技術者またはその周辺領域の科学を専攻するものに必要な知識と技術の習得，問題を発見し解決できる能力の開発，さらに自然科学における「化学」の役割を理解し，その重要性を認識した広い視野をもつ社会人の育成を目指しています。この目的を効果的に達成するために，専門分野の講義や学外の講師による特別講義，研究室における論文輪講や研究報告会が行われています。さらに修士論文作成のために一つの研究課題に取り組み，研究の最前線を体得することを目指しています。

基 礎 化 学 プログラムのアドミッションポリシー
基礎化学プログラムでは，創造性に富む優れた研究者，教育者あるいは専門技術者を目指すとともに，社会貢献に対して情熱と意欲を持つ人，化学分野の基礎知識の他に，コミュニケーション能力および基本的な語学力を有し，将来に対する明確な目標を持つ人，あるいは化学における未踏の課題に対して興味を持ち，独創的かつ先端的研究を行うことに意欲を持つ人を受け入れ，教育・研究指導を行います。

理 工 学 研 究 科 連 携 教 員 について
埼玉大学大学院理工学研究科では，外部の５つの研究機関（理化学研究所，埼玉県環境科学国際センター，産業技術総合研究所，埼玉県立がんセンター，自治医科大学）と連携し，大学院組織を構成しています。基礎化学プログラムでは，理化学研究所（理研）および産業技術総合研究所（産総研）の研究員が連携教員として博士前期課程も兼担しており，教育・研究指導を行っています。基礎化学プログラム連携教員の氏名・専門分野は次の通りです。
連携教授（理研）

侯

召民（有機金属化学）新しい分子触媒の創製とそれを活用した有機合成反
応や重合反応の開拓連携教授（理研）

田原 太平（分子分光学）先端的分光法による凝縮相分子の機能・反応・ダイナミックスの研究連携教授（理研） イリエシュ ラウレアン （有機合成化学）地球に豊富に存在するサステイナブル金属を触媒または反応剤として用いた新反応の開発，および機能性分子合成への応用
連携教授（理研）

山田 陽一（触媒化学）高活性・再利用性の高い固体触媒の開発とその有機変換反応への応用連携准教授（理研） 村中 厚哉（物理有機化学）パイ共役系化合物の合成と電子構造解析

連携教授（産総研） 佐藤 一彦（元素化学）環境共生化学，環境に優しい酸化反応の開発

連携教授（立教大） 箕浦 真生（元素化学）新しい化学結合をもつ典型元素化合物の創製、環境調－7－

和型分子の開発と応用連携教授（立教大） 三井 正明（光物理化学）有機・無機ナノ物質の電子励起状態とそれらを用いた光エネルギー変換材料に関する研究

博 士 前 期 課 程 修 了 後 の進 路
博士前期課程修了後，多くの学生は化学関連企業に就職したり，技術系の地方公務員，あるいは教員になったりしています。一部の学生は博士後期課程に進学し，さらに高度な専門教育を受け，博士号取得を目指しています。
65
60

2023年度

55
50
45

人数

2022年度

博士前期課程化学専攻修了生の進路（最近５年間１６９人）

2021年度

40

2020年度35

2019年度

30
25
20
15
10
5
0
大
学
院

大
学

教
育

国
家
公
務
員

地
方
公
務
員

建
設

機
械
･
設
備

精
密
機
器

金
属
･
鉄
鋼

電
気
･
電
子

食
品
･
衣
料

化
学
･
薬
品

資
源
･
環
境

情
報

運
輸
･
通
信

出
版
･
報
道

保
険
･
金
融

流
通
･
販
売

そ
の
他

博 士 前 期 課 程 修 了 生 の就 職 先 ・ 進 学 先
２０１９年度
就職先：キオクシアシステムズ，茨城県庁，埼玉県警察，日本品質保証機構，凸版印刷，デュポン，太陽ホールディングス，日本ペイントホールディングス，伊勢化学工業，オカモト，日産化学工業，サティス製薬，東京エレクトロン，臨海，AGC 若狭化学，三菱ケミカルシステム，島津アクセス，昭和電工，パーソルプロセス＆テクノロジー，キヤノン，山下ゴム，田中貴金属工業，ジェイオーコスメティックス，共同印刷，東洋クオリテ
ィワン，住友電気工業，日東電工，アクロスロード，コベルコ科研，セントラル技研，アルバック，GMO ペイメ
ントゲートウェイ，リクルート R&D スタッフィング，ADEKA，トーイン，オリンパス，ハピネット，ゆうちょ銀行
進学先：埼玉大学大学院
２０２０年度
就職先：日東電工，日鉄テクノロジー，TDK，天昇電気工業，日本電産，太陽誘電(2)，積水ポリマテック，
日立造船，ジェイオーコスメティックス，川研ファインケミカル，岩井機械工業，日本ヒューレット･パッカード，
ワールドインテック，パナソニック，バスクリンつくば研究所，新日本無線，ニチハ，川金ホールディングス，ス
タンレー電気，ソーバル，ホルス，DXC テクノロジー・ジャパン，ペー・ジェー・セー・デー・ジャパン，大原薬品工業，WDB，ADEKA，トータル・インフォメーション・サービス，キオクシア，デロイトトーマツサイバー，北－8－興化学工業２０２１年度
就職先：アドバンテック，太陽ホールディングス(3)，アイオン，日本ヒューレット･パッカード，東京エレクトロン
デバイス，ジェイオーコスメティックス，テクノプロ，潤工社，キオクシア(2)，LIXIL，新日本無線，高田製薬，
DXC テクノロジー・ジャパン，東亞合成，アトミクス，電通デジタル，湧永製薬，スタンレー電気，ワールドイン
テック，富士電機，大正製薬，沖電気工業，エバークリーン，TKC，日本品質保証機構
進学先：埼玉大学大学院，大阪大学大学院
２０２２年度
就職先：AMBL，日本電気通信システム，ジール，東京エレクトロン，テクノプロテクノプロ･R＆D 社，関東
化学，ワールドインテック(2)，三菱ガス化学，ワールドインテックホールディングス，辻製油，キオクシア(2)，ト
リケミカル，武州製薬，豊島製作所，信越化学工業，理化学研究所，日放電子，日本電気，オハラ，リコー
インダストリアルソリューションズ，サンメーケミカル，HGST ジャパン，AGC，三菱マテリアル，シマダヤ，
SKYWILL，日工，日本分光，ビッグローブ，東京精密，ユーロフィン分析科学研究所，ニューフレアテクノ
ロジー，日産化学，デンカ，高純度化学研究所

２０２３年度
就職先：東京エレクトロン，高田製薬，サンメーケミカル，芝浦メカトロニクス，日清紡マイクロデバイス，
ニチレイフーズ，東レ，昭和興産，SUBARU，大日本印刷，東京エレクトロン FE，サンアロマ，アナロ
グ・デバイセズ，東京都立産業技術研究センター，エヌ・ティ・ティ・データ・ソフィア，ミヤリサン製薬，ホープス，太陽油脂，日本電波工業，日本ケミコン，日鉄テクノロジー，共同カイテック，三菱 UFJ インフォメーションテクノロジー，コカ・コーラボトラーズジャパン，東レ・ファインケミカル，共和電業，リンテック，
東京インキ，コニシ，日本光電工業，高等学校教員

大学院入試情報大学院理工学研究科（博士前期課程及び博士後期課程）の入試関係情報につきましては，大学院理工学研究科の Web ページをご覧下さい。例年，筆答試験は８月下旬に行われています。欠員が生じた場合には，１１月に第２次募集，２月に第３次募集が行われることもあります。
基礎化学プログラムでは筆答試験または口述試験（筆答試験免除）で合否を決定します。筆答試験免除となるかどうかは，学部における成績や志望理由書などを総合的に判断し，決定します。

Web ページについて
１１ページからは，基礎化学科・基礎化学プログラムの教育・研究を担当している，各専任教員の研究室紹介を掲載しています。研究室によっては，より詳細な研究室案内を Web ページで公開しています（基礎化学プログラム・基礎化学科の Web ページからリンクをたどれます）。連携教員の研究室については，理化学研究所および産業技術総合研究所の Web ページを参照してください。
【 Web ページアド レス 】
埼玉大学理学部基礎化学科・大学院理工学研究科物質科学専攻基礎化学プログラム
https://www.chem.saitama-u.ac.jp/
埼玉大学総合研究機構 科学分析支援センター－9－https://www.mlsrc.saitama-u.ac.jp/
埼玉大学大学院理工学研究科
https://www.saitama-u.ac.jp/rikogaku/
埼玉大学
https://www.saitama-u.ac.jp/
理化学研究所
https://www.riken.jp/
産業技術総合研究所
https://www.aist.go.jp/

基礎化学科，基礎化学 PG の実験風景２－ 10 －

藤原研究室（無機化学，錯体化学）
錯 体 化 学 【 金 属 元 素 が主 役 の多 彩 な化 合 物 】
金属イオンや原子を中心に，他の分子やイオンが規則的に結合（配位）したものが錯体です．美しい色を持つものが多く，構造や電子状態，反応性など興味深い性質をもつものが多く存在します．
そのような錯体の本質的な特徴を探り，新しい素材となりうる物質を開発するための基礎研究として，様々な新しい錯体を合成し，機器測定や反応解析を通じて，構造や電子状態および反応性を調べることで，錯体の機能や物性の解明を目指しています．
研究内容
無機化学・錯体化学
1. 機能性金属錯体の合成と物性
2. 錯体の結晶構造，溶液内反応の解析
3. 金属元素を含む生体物質の反応
4. 錯体による新素材と反応場の構築
研究概要
金属原子を中心に，他の分子やイオンが規則的に結合（配位）したものが錯体です．金属錯体は非常に機能性の高い化合物であり，工業製品のみならず天然物の中にも多く存在しています．例えばヘモグロビン中には鉄イオンが含まれており，その働きの重要な役割を担っています．また，白金イオンとある種の有機物の組み合わせによる白金錯体は制ガン剤として実際に用いられています。
このような金属錯体の合成や構造・物性・反応性などの基礎的な性質を調べることは，金属イオンが関わる自然の仕組みを解明することのみならず、種々の機能性金属錯体の開発を行うためにも非常に重要な研究テーマです．我々の研究室では，このような実際に応用されている物質を開発するための基礎的研究として，様々な新しい錯体を合成し，いろいろな機器測定を通じてその分子の形や電子の状態を調べることで，錯体の反応性や機能などの解明を行っています．
■刺 激 に応 答 して 発 光 色 を変 化 させる金 属 錯 体■溶 液 媒 介 相 転 移 を 発 現 する白 金 錯 体 の多 形
現 象 と発 光 色 変 化

Inorg. Chem. (2017)■溶 媒 蒸 気 による白 金 錯 体 の 発 光 色 変 化

Inorg. Chem. (2018)

Dalton Trans. (2016)－ 11 －

石 井 ・ 中 田 研 究 室 (有 機 ヘ テ ロ 原 子 化 学 ・ 有 機 金 属 化 学 )教授
広い意味で炭素と水素以外の典型元素のことをヘテロ原子と言います。炭素と水素からなる炭化水素にヘテロ原子が官能基として加わることで，アルコールやアミンのような様々な性質をもつ有機化合物が派生しますが，さらにそこに遷移金属元素が加わると，また違った面白い性質が現れます。私たちは，
ヘテロ原子のみならず，それと遷移金属元素を組み合わせることで，従来にない性質をもつ物質の合成と，そのような性質をもたらすヘテロ原子と遷移金
属元素の相乗効果を解明する研究を行っています。
炭素骨格-ヘテロ原子-遷移金属元素の組合せは無限にあり，このような研究は無限の可能性を秘めていると言えます。
[最近の研究から]① ジベンゾバレレンと呼ばれる炭素骨格とヘテロ原子を含む化合物が強い蛍光を発することを見出しました。E の部分が周期表 16 族元素の O，S，Se，Te の化合物を合成し，光物性をはじめとする諸物性を実験と理論計算の両面から系統的に比較することで，16 族元素の特徴を明らかにしました。また，この系では，置換基 R1 と R2 の電子的性質をチューニングすることで，蛍光を青色から赤色〜近赤外に変化させることができます。
さらに E の部分が 14 族の C と Si，15 族の P の化合物も合成し，ヘテロ原子の種類により物性がどのように変化するか研究しています。
これらのルミネッセンス化合物は機能性電子材
料や化学センサーとしての様々な応用も期待されます。

② 炭素の二価化学種（カルベン）の高周期類縁体であるテトリレン（Si, Ge, Sn, Pb）は、オクテット則を満たさない中性二配位の化学種であり, 非占有
軌道と孤立電子対を有することから極めて高い
反応性をもっています。私たちは，窒素とリンで構成されたイミノホスホナミド配位子を導入したテトリレンの合成と性質に関する研究を行っています。これらのテトリレンは強力な電子供与性を有しており，その性質に起因した特異な反応性の発現やユニークな構造をもつ金属錯体の配位子として利用できることを見出しました。例えば，ケイ素二価化学種（シリレン）とロジウム錯体との反応では，珍しい Y 字型構造を有する 14電子錯体やケイ素‐ロジウム間に二重結合性を示
すカチオン性錯体の生成を明らかにしました 。

－ 12 －

⽯井昭彦，教授

中⽥憲男

古川研究室（物理有機化学）

2023 年春に発⾜した研究室です。私たちは、分⼦を操ることでナノメートル（0.000000001 メートル）の世界で情報を蓄積したり、並べたり、観測したりすることをミッションとしています。分
⼦レベルで量⼦情報を制御することで、既存の量⼦コンピューターが不得意とする煩雑な演算が⾼速でできるようになります。
■ 研究内容• 新しい有機合成反応の開発• 量⼦情報制御のための分⼦創製• 分⼦のリアルタイム動画撮影■ 最近の研究から
分⼦の幾何学的特徴を活かしたメモリを開発しました 1。お椀の形をした分⼦は、お椀の凹⾯と凸⾯を区別することができます。この幾何学的特徴をコンピューターで使われる⼆進法（0 か 1 か）に充てがうと、分⼦レベルのメモリになります。プラス/マイナスの電界で、0/1 の状態をそれぞれ保持でき、書き換えることもできます。このようなお椀型の分⼦を⾃分たちでデザインし、ときにはその作り⽅（合成法）⾃体も開発しています 2,3。

1) Furukawa, S.; Wu, J.; Koyama, M.; Hayashi, K.; Hoshino, N.; Takeda, T.; Suzuki, Y.; Kawamata, J.;
Saito, M.; Akutagawa, T. Nat. Commun. 2021, 12, 768.
2) Furukawa, S.; Suda, Y.; Kobayashi, J.; Kawashima, T.; Tada, T.; Fujii, S.; Kiguchi, M.; Saito, M. J.
Am. Chem. Soc. 2017, 139, 5787.
3) Furukawa, S.; Kobayashi, J.; Kawashima, T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 14192.

－ 13 －

杉原研究室（有機化学）
私たちの研究室では，有機硫黄化合物，特に硫黄原子を含む環状有機化合物の合成，構造および反応性に関する研究を行っています．最近は，硫黄原子を含む 3 員環有機化合物であるチイランを研究対象としています．
3 員環有機化合物は，環内結合角が 60°に近くなり，分子が歪みをきたすため，合成することが困難な化学種です．しかしながら，その歪みの解消を反応促進力として働かせられることから，合成中間体として有用化合物合成に応用されることが期待されている化合物です．3 員環有機化合物のうち酸素
原子や窒素原子を含むオキシラン (2) やアジリジン (3) は，アルケン (1) に過酸やニトレン等価体などの活性化学種を反応させれば一段階で合成することができ，これまでに多くの医薬品や有用化合物の合成中間体として活用されてきました．チイラン (4) に関しても，アルケン (1) からの一段階合成法
が現在までにいくつか報告されていますが，いずれの方法も，反応が基質特異的である，反応条件下
でチイランからアルケンへの逆反応が進行する，チイランと反応試薬がさらに反応する，などの問題を持ち，一般性に欠けていました．しかしながら，チイラン (4) は，酸素や窒素原子にくらべ他の置換基を導入することを容易にする硫黄原子を持つことから，合成中間体としてオキシラン (2) やアジリジン(3) よりも有用であると考えられます．また，チイラン環を持つ化合物がある種の酵素の阻害剤として働くことや，チイランをモノマーとして使用したポリマーが高屈折率のプラスティックレンズとして有用である
こともわかってきました．効率的かつ実用性のあるチイランの合成法が確立できれば，チイランの有用性は現在よりもはるかに高まることが期待されます．
私たちは現在，加硫剤や加硫促進剤としてゴム工業で使用されている安価な (5)〜(7)や，(5) から容易に調製される (8) を硫化試薬として用いたアルケン (1) からチイラン (4) の一段階合成法の開発を検討しています． (1) を (4) へ効率的に変換する硫化試薬の開発についても研究しています．
また，チイラン (4) に求電子試薬を反応させ，他の含硫黄環状化合物に効率よく変換させる方法を検討しています．

－ 14 －

斎藤雅一研究室（有機典型元素化学）
Philosophy

近代のめざましい科学技術の発展によって，これまで不可能とされてきた様々なことが実現できる世の中になってきました．この不可能を可能にする科学の力の源は，科学的検証によって裏付けられた“学理”にあり，科学技術の更なる飛躍のためには，これまでの常識を打ち破る新学理の構築が必要不可欠です．
私たちは，C, H, N, O といった元素をメインプレーヤーとする有機化学に，元素固有のユニークな性質をもつ典型元素を巧みに融合させることで，これまでにない新たな学理の構築を目指しています．

また，そこから生み出される新物質の機能・物性にも焦点を当て，マテリアルズサイエンス分野に革新をもたらす研究を展開していこうと努力しています．

Research

芳香族化合物の代表格として知られるベンゼンは，その主骨格が炭素原子（周期表の第 2 周期）からできています．これまでの“芳香族性”の概念は，このような炭素骨格をもつ化合物に適用されるものですが，高周期元素を含んだ芳香族性に関しては，多くのミステリーが残されたままになっていました．私たちは，分子骨格中に高周期元素であるスズや鉛原子を導入した環状化合物，ジリチオスタンノール及びジリチオプルンボールの合成に初めて成功しました．そして，
これらが炭素π電子系骨格にスズや鉛を含む世界で初めての芳香族化合物であることを示しました．このことは，一部の例外を除いて第 2 周期までの元素で構築されている芳香族性の概念が遠く第 6 周期の元素の系まで成り立つことを示しており，化学の教科書に新しい一ページを刻む重要な学理となりました．ジリチオプルンボールの研究成果は大変権威のある Science 誌に掲載され，Nature 誌や国内の新聞などでも紹介され，国内外に大きな反響を呼びました．
新たな概念は，新たな機能をも創出します．最近では，ジリチオスタンノールがリチウム電池の新たな陽極活物質として有用であることを見いだしました．私たちが生み出す新たな分子や概念は，人々の生活を支える，ひいては大きく変える，想像を越えた可能性を秘めています．

－ 15 －

齋藤英樹研究室（結晶化学・物理化学）
物質は凝固点以下で固体になりますが，多くのものは結晶になります。ガラスなど非晶質固体になる方が普通のものもあります。結晶とは，原子や分子が三次元方向（上下・左右・前後）に周期的に規則
正しく積み重なったもので，その最小の単位構造は 10–9m 程の仮想的な小さな箱（単位格子）で考えます。この小さな箱の中に原子や分子はきちんと決まった位置関係で配置していて，それを結晶構造と言います。その箱と同じものが非常に多数積み重なって出来たものが結晶です。物質はそれぞれ固有の結晶構造をもっています。
物質の結晶構造は，Ｘ線回折という現象を使って実験で調べます。この実験法をＸ線結晶構造解析といいます。
Ｘ線結晶構造解析によって物質の結晶構造が決まると，単位格子中の原子・ 分子の配 置 が分かり，
右 図 の左 のような図 が描 けます。
配 置 と共 に各 原 子 の熱 振 動 の様
子も分かります。この絵では，原子の熱振動の様子（大きさと方向）を
回転楕円体で表しています。水素原子の位置も決めることができて，実線と点線で示したところに結晶中の分子間の水素結合を確認できます。右図の右は，実際の空間的大きさで分子を表した図ですが，水素結合のところの距離が短い様子がはっきり分かります。
左の図は，ある分子結晶を–123℃ と 62℃ で結晶構造解析したもの（の構造の一部）で，図左側上下の熱振動を示す回転楕円体の大きさが異なり，温度を下げると熱振動が小さくなることが良く分かります。描かれている分子はジアザビシクロオ
クタン（Dabco）という分子で，この結晶中である別の分子と水素結合（O－H･･･N）で結びついた物質です。62℃ では Dabco は向きが 2 つあります（図左側下）。これは、分子の向きが 2 つのどちらか単位構造ごとにバラバラで揃っていないということを意味しています。このような状態を無秩序構造といいます。
なぜ物質の結晶構造を調べる必要があるのでしょうか。物質の結晶構造は，分子が分かっていてもそれがどのように積み重なって結晶になるかは，ほとんどの場合で予測ができないからです。物質の結晶構造を調べることで，珍しい構造や変化現象に出会うことができます。そして，固体（結晶）のいろいろな性質は，その結晶構造と密接に関係があります。
光学的な性質・電気的性質・熱的性質などやさらに生命科学的な性質を研究していくときに，その構造の情報から考察することが必要になるからで，科学的に重要な知見であるのです。

－ 16 －

佐藤研究室(非ベンゼノイド化学・有機化学)[研究内容]① 非ベンゼン系芳香族化合物の合成・反応・性質
ベンゼンやナフタレンは代表的な芳香族化合物です。
一方，ベンゼン環以外の形（６角形以外）で芳香族性をもつものを非ベンゼン系芳香族（非ベンゼノイド）といいます。アズレン１
１ などがこれに相当し，ベンゼノイドとは異なる特徴を有する興味深い化合物群です。
私達は，アズレンの骨格に硫黄原子を導入した化合物２ や３３ を合成し，それらの反応性や誘導体の性質を調べています。２２ は１１ と単体硫黄の，３３ はトロポロンメチル
エーテルとチオ尿素の反応からそれぞれ得られます。その中で，２２ の還元/（チオ)カルボニル化および縮合反応から４４ を，３３ とマロン酸ジメチルとの反応から５５ を合成することに成功し，それぞれの電子供
与および電子受容能力を評価しました。
また，５-ブロモ-２-メトキシトロポン６６ の求核置換反応についても研究し，試薬の種類や反応条件によって置換位置（２-または５-位）が異なる，興味深い性質を明らかにしました。例えば，６６ とアミン類との反応ではメトキシ基が置換された２-窒素置換体が生成するのに対して，チオール類ではブロモ基が置換された５-硫黄置換体が生じます。これにより，様々なトロポノイド誘導体を位置選択的につくり分けることが出来るようになりました。

② アミノトロポンイミン系デンドリマーの合成と性質
規則正しい枝分かれ構造（世代）をもつデンドリマー
は，分子一つで明確な空間形態をつくることができる，注目される化合物です。
アミノトロポンイミン（ＡＴＩ）系デンドリマー７
７ のＡＴＩ部
は， 様 々な遷 移 金 属 イオンへの配 位 能 を有 しています。また，中心硫黄原子部分をカルコゲニド金属クラス
ターに組み込むこともできます。これらの特性を生かして誘導した金属錯体の機能性には興味が持たれます。
７ を構築するには，メルカプト基を持つアミノトロポン
イミン１
１ １ の合成法を開発しなければなりません。トロ
ポロンをカンファースルホン酸/エチレングリコールで処理して生じるトロピリウムカチオンに対してアミン類を反応させると，アミノトロポンイミン８８ が効率的に生成することを見出しました。８８ を位置選択的に臭素化（９９ ），チオアセチル化（１１ ０ ）した後，過溶媒分解することでチオール１
１ １ へ導くことができました。１
１
１ に対してパラジウムを用いたカップリング反応を行うことで，ＡＴＩ系デンドリマー７
７ （第一世代）の合成に成功しました。

－ 17 －

若狭•矢後研究室（スピン化学・光化学）
磁場で化学反応は変わると思いますか？
光化学反応を直接見たことはありますか？
（スタッフ）

教授 若狭 雅信
准教授 矢後 友暁

世の中には，磁場（磁石）を利用した製品がたくさん販売されています。しかし，それらのうちのいく
つかは，科学的に根拠のないものであったり，実証試験に疑いがあったりします。これに対して，我々は，真に科学的（量子化学的）現象である，ラジカル対のスピン状態の変化を利用した，化学反応の磁場効果の研究を，光化学反応を対象に行っています。
化学反応用としては世界最高磁場を発生できる３０テスラパルスマグネットとナノ・ピコ秒パルスレーザーを用いて，３０テスラ超強磁場下でレーザー光を吸収した物質（分子）が，化学反応を起こして変化していく過程を，マイクロ秒の時間領域で直接観測をしています。磁場をかけることで，生成物の量が数倍になったり，半分になったりします。
最近注目されている光触媒反応の反応効率や有機ＥＬの発光強度も磁場によって変化します。また，ナノサイズの細孔をビーカーにみたて，ナノ細孔中で光反応を行うと，大きな磁場効果が観測できます。さらに，信じられないかもしれませんが，磁場中で光反応を行うと，同位体濃縮が起きます。これまで，我々は，ケイ素-29，硫黄-33，ゲ
ルマニウム-73 の同位体濃縮に成功しました。

（研究課題）
１． 30T 超強磁場下での磁場効果
２． Singlet Fission の磁場効果
３． 光触媒反応の磁場効果
４． ナノ細孔中での光反応と磁場効果

35５． 磁気同位体効果による同位体濃縮

500V
1000V
1500V
2000V
2500V
3000V
3500V

30

６． イオン液体の科学

25
20
15
10
5
0

助教
0

＜研究内容＞－ 18 －

0.5

川村隆三

1
1.5
2
Time / ms

2.5

3

川村研究室（高分子化学・生物物理化学）
高分子は，モノマーの組合せによって巨大分子としての性質が様々に変化します。天然の高分子であるタンパク質は，２０種類のアミノ酸が何百と連なるので，複雑で多様な構造と機能性を示します。細胞骨格タンパク質は，自己組織化によって巨大分子がさらに繊維状会合体（構造物）となる性質をもち，細胞の屋台骨として機能します。化学エネルギーを消費しつつマクロな構造を形成・保持・分解することで，細胞のダイナミックな変形に寄与しています。細胞骨格には，モータータンパク質のレールとしての役割もあって，多分子の協調的な作用で細胞内の小胞輸送や細胞分裂など，多様な運動機能を実現しています。
我々のグループでは，細胞骨格タンパク質やモータータンパク質を中心に，生体高分子・合成高分子を人工系で再構築して生物のような機能を発現する仕組みを解明・制御し，応用する研究をしています。自己組織化やナノスケールの駆動力がもたらす，ダイナミックでマクロな構造
形成や運動機能の発現を探索し，高分子化学・生物物理化学の視点で調べます。取り組み方としては，生物と無生物の違いを「創って理解する」研究スタイルと言えます。

（例）モータータンパク質で駆動する運動材料の構築と細胞への応用
細胞骨格タンパク質を化学架橋でネットワーク化し，モータータンパク質で駆動する運動材料（マトリックス）を開発しています。分子集団ならではの協同的な運動発現を
ミクロな力学計測で解明して，生物のような機能を備えた
新しい材料にできないか探っています。応用の試みとして，運動材料で培養細胞に微小揺らぎの力学刺激を与えた
ところ，特異な変形が現れることを見出しました（右図）。
細胞の未知なる動態を可視化しているならば，がんの転移予測にも役立つかもしれないと考えています。

＜ テ ク ニ ッ ク ＞ ラジカル重合、遺伝子組み換え操作、タンパク質精製、細胞培養、光学顕微鏡（蛍光、共焦点レーザー、偏光）、電子顕微鏡、分光計測、画像解析、力学計
測、マイクロマニピュレーター、光ピンセット、微小流路＜ キーワー ド＞ ゲル、分子ネットワーク、自己組織化、階層構造、モータータンパク質、細胞骨格－ 19 －

高柳研究室（理論化学・量子化学）教授 高柳 敏幸

コンピューターを使った化学「化学」と聞くと，ビーカーやフラスコを使って実験するというイメージを思い浮かべると思いますが，私たちはコンピューターを使って，化学反応がなぜ，どのように起こるのかについて研究をしています．化
学反応は，原子間の結合の組み換えととらえることができ，この組み換えは電子の動きによって引き起こされます．そのため電子の動きを記述する量子力学の方程式を解くことで，化学反応のメカニズムを
分子レベルで理解することができます．また，極低温や超高圧，短寿命などの実験が難しい系や反応でも，コンピューターを使うと簡単に扱うことができます．

反応の様子を可視化する(1) 生体内ではヘモグロビンなどのたんぱく
質が酸素運搬をしています．この酸素運搬で必ず起こる酸素結合反応は，実は未解明な部分が多く存在します．これは結合を生成す
る Fe2+と O2 それぞれで複数の状態が存在するためです．私たちはシミュレーションを用い

ヘムタンパク質モデル内の Fe2+イオンとることで，このメカニズムを明らかにしました．

O2 の結合生成反応(2) 化学反応は通常，反応物から 1 つの遷移状態(エネ
ルギーが高く不安定な構造)を通って 1 つの生成物が出来ますが，右図のように(a)の遷移状態を通って(b)か(c)の生成物が出来るという，複数の反応のしかたが存在するものもあります．最近，このような形式で進行する分岐反応は少なくないことがわかってきました．私たちは，分岐反応に対する温度の影響や，分岐のメカニズムの解明に取り組んでいます．シミュレーションと機械学習によって，生成物の分岐に重要な分子の運動を明らかにしました．

分岐反応の概略図(3) 右図のような炭素の結合が組み変わる反応は，有機化学では SN1 反応と呼ばれていますが，そのメカニズムはよく分かっていません．私たちはコンピューターを駆使して，その反応メカニズムの解明に取り組みました．その結果，この反応は一方向に進行し続けるのではなく，途中で似た分子構造を行き来しながら起こることがわかりました．
SN1 反応の概略図－ 20 －

上野研究室（固体化学・表面物性化学）
教授 上 野 啓 司
助 教 Li m H on g En
主な研究目標：○層状物質の高品質なバルク単結晶、超薄膜の成長○層状物質を利用した新しい光・電子素子の開発○層状物質のさまざまな物性探索○カルコゲナイドナノワイヤーを用いた新奇低次元構造の形成

主な研究内容：二硫化モリブデン（MoS2 ）、セレン化ガリウム（GaSe）、グラファイトや黒リンといった層状物質の結晶は、平面状に広がった単位層が弱い結合力、いわゆる「ファンデルワールス力」を介して結合し、積み重なった層状構造を持っています。上野研究室では、さまざまな層状物質のバルク単結晶や、１単位層～数単位層厚の超薄膜、いわゆる「原子層」を用いて、さまざまな機能性を持つ新奇な光・電子素子を開発することを目指しています。
また、上記の MoS2 は「層状遷移金属ダイカルコゲナイト」と総称される化合物のひとつですが、「遷移金属モノカルコゲナイド」である WTe, MoTe などは「二次元層状構造」ではなく、ワイヤー状の「一次元構造」を持っています。上野研究室ではそれらの構造制御合成と新規物性の探索をしています。
主な研究課題：上野研究室で行っている研究課題の例は次の通りです。

① MoS2 、GaSe、黒リンといった層状物質のバルク単結晶を化学蒸気輸送法（CVT）により、人工的に合成するとともに、不純物の添加によって各単結晶が示す物性を制御する研究。
② さまざまな層状物質の原子層を、バルク単結晶の剥離や、分子線エピタキシー法（MBE）、化学気相成長法（CVD）、原子層堆積法（ALD）といった薄膜成長手法により形成する研究。
③ 固体界面における原子層物質の直接合成とその位置・形状を制御する研究。
④ 層状物質の原子層を利用し、電界効果トランジスタ（FET）、太陽電池、ガスセンサーといった機能
性光・電子素子を開発する研究。
⑤ 異なる種類の層状物質の原子層を積み重ねること（ヘテロ積層）により、新しい物性の発現や素子開発を試みる研究。
⑥ 層状物質のバルク単結晶や原子層の構造、組成、電子帯構造などを、走査型プローブ顕微鏡、Ｘ
線回折法、ラマン分光法、光電子分光法などの測定手法を用いて調べる研究。

（研究室 Web ページ：https://surface-www.chem.saitama-u.ac.jp/）－ 21 －

前田研究室（量子生物物理化学）
准教授

前田公憲

助教

長嶋宏樹

分 子 システムの磁 気 感 受 と電 子 スピン共 鳴
近年, 磁場を感じることが出来る動物が次々と見つかっています．それらの中に化学反応への磁場の量子効果を用いている事を示唆する状況証拠が見つかり，動物の磁気感受と量子力学の関連が語られる様になってきました．動物は地磁気という極めて弱い磁場(〜50 T 程度)を, 生物が持つ複雑かつ精密なメカニズムにより, 感知していると考えられています.
現時点で磁気感受センサーの有力候補として考えられているのはクリプトクロムと呼ばれるタン
パク質です. 磁気感受能を解明するためには, (1) スピンと静磁場, 電磁波との相互作用機構, (2)クリプトクロムと磁場との相互作用と構造変化, (3) クリプトクロムの生体中における反応, の 3 つの理解が必要です.
当研究室では磁気や電子スピンをキーワードにしてこれらの問題にアプローチします．当研究室
ではクリプトクロムやモデル物質を対象として, 分光学的測定, 顕微観測, 電子スピン共鳴計測に取り組みます. 磁場や電磁場効果の観測手法は，生体分子系やそのモデル系のために特化し，チューニングしてゆきます．理論はスピンダイナミクス計算と分子動力学計算を融合し，極力現実的なモデルに近づけてゆきます．理論と実験の両面から研究を進め，理論のための実験，実験の為の理論を一つのグループ内で究める事で，世界に先駆けて, 動物の磁気感受能の理解に挑戦します.
研究内容
1. 動物の磁気感受に関連した生体分子系の磁場効果の光学的（反応収率）検出磁気共鳴，顕微観測, スピン量子物理化学による解析
2. スピンダイナミクスと分子動力学との相関の探索，量子効果の理解.
3. 任意波形電磁波(ラジオ波, マイクロ波)によるスピンダイナミクスのコヒーレンス制御.
4. さまざまな反応環境場における，フラビン系-タンパク質系の光化学とスピンダイナミクス解析.
5. 時間分解電子スピン共鳴(time-resolved EPR)によるラジカル対構造解析.
6. パルス EPR の高度化と DEER(電子-電子二重共鳴)によるタンパク質の構造解析.
7. 生体分子系の磁場効果測定に特化した高感度過渡分光装置の製作－ 22 －

交8.通生体分子系の磁場効果測定に特化し，チューニングした高感度過渡分光装置の製作
案内

交通機関
JR 京浜東北線
JR 埼京線
JR 武蔵野線
東武東上線

北浦和駅（西口） 「埼玉大学」行バス（終点下車）約 15 分
南与野駅 「埼玉大学」行バス（終点下車）約 10 分
（バス停は「南与野駅西口」あるいは「南与野駅北入口」）
北朝霞駅 「南与野駅西口」行バス （「埼玉大学」で途中降車）約 20 分
志木駅（東口） 「南与野駅西口」行バス （「埼玉大学」で途中降車）約 20 分

バス乗降場

理学部基礎化学科
大学院基礎化学プログラム
理学部１号館１・２階－ 23 －

連絡先〒338-8570 さいたま市桜区下大久保255
電話 ：048-858-3378
Web ：https://chem.saitama-u.ac.jp/

国立大学法人 埼玉大学
理学部 基礎化学科
大学院理工学研究科 物質科学専攻
基礎化学プログラム紹介パンフレット
2023年7月発行
2024年7月発行