2014 Fiscal Year Annual Research Report
d電子複合系の理論化学 : 新しい高精度大規模計算法による微視的理解と予測
Project/Area Number |
22000009
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Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
榊 茂好 京都大学, 福井謙一記念研究センター, 研究員 (20094013)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永瀬 茂 京都大学, 福井謙一記念研究センター, 研究員 (30134901)
江原 正博 京都大学, 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 教授 (80260149)
中尾 嘉秀 九州産業大学, 工学部, 准教授 (40362462)
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Project Period (FY) |
2010-04-21 – 2015-03-31
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Keywords | 電子状態理論 / 計算化学 / d電子 / 遷移金属化合物 / 複合電子系 / 高周期典型元素 / 触媒反応 / 分子物性 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究で開発した分子性結晶内電子状態計算法を用いて、金属錯体の結晶内異性化反応過程を検討し、気相中と結晶内との反応の違いを明らかにした。溶媒効果を高精度に取り込む3D-RISM-SCF法を多参照電子状態計算法であるGMC-QDPT法と組み合わせ、混合原子価錯体の局在、非局在電子状態や吸収スペクトルへの溶媒和の重要性などを解明した。多参照電子状態計算法により、理論研究が困難な多核錯体である逆サンドイッチ窒素二核錯体のスピン状態とd電子数、d占有軌道との関連を解明し、また、二核Mo錯体による触媒的ベンゼン合成の反応機構を解明した。これまでにない不安定な原子価状態を持つ中間体、例えば、Ni(I)錯体による芳香族ハロゲン化物の二酸化炭素によるカルボキシル化反応について、触媒サイクルと反応機構を解明し、異常原子価錯体の特異な電子状態と反応性の関連を解明した。金属錯体にルイス酸のような第3成分が共存すると反応性が大きく向上する例が最近実験分野で報告されているが、詳細は不明であった。Ni錯体やCo錯体と典型金属塩の共存によりσ結合活性化や挿入反応が促進され、二酸化炭素固定化触媒サイクルや脱CN[4+2]シクロ付加反応の触媒メカニズムの解明に成功した。5配位のゲルマニウム間に明確な共有結合をもつ安定な化合物を初めて合成して, 結合特性と特異な反応を明らかにし、シクロペンタジエニル環にルテニウムイオンが二層および三層にサンドイッチされたルテノセンのシクロペンタジエニル環の一つをスタンノール環で置換した化合物の構造特性と電子特性、遷移金属原子と典型元素を同時に内包したフラーレンの特性を明らかにした。金・パラジウム合金クラスターにおけるC-Cl結合活性化について、遺伝的アルゴリズムとDFT計算を用いて解析し、多くの安定な構造とスピン状態が反応に関与する可能性を示した。
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Research Products
(67 results)
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[Journal Article] Hiding and Recovering Electrons in a Dimetallic Endohedral Fullerene : Air-Stable Products from Radical Additions2015
Author(s)
M. Yamada, H. Kurihara, M. Suzuki, M. Saito, Z. Slanina, F. Uhlik, T. Aizawa, T. Kato, M.M. Olmstead, A.L. Balch, Y. Maeda, S. Nagase, X. Lu, and T. Akasaka
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Journal Title
J. Am. Chem. Soc.
Volume: 137
Pages: 232-238
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Regioselective Cage Opening of La_2@D_2(10611)-C_<72> with 5,6-Diphenyl-3-(2-pyridyl)-1,2,4-triazine2015
Author(s)
M. Yamada, Y. Muto, H. Kurihara, Z. Slanina, M. Suzuki, Y. Maeda, Y. Rubin, M.M. Olmstead, A.L. Balch, S. Nagase, X. Lu, and T. Akasak
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Journal Title
Angew. Chem. Int. Ed.
Volume: 54
Pages: 2232-2235
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Sc_2C_<66> Revised : An Endohedral Fullerene with Scandium Ions Nestled within Two Unsaturated Linear Triquinanes2014
Author(s)
M. Yamada, H. Kurihara, M. Suzuki, J.-D. Guo, M. Waelchli, M.M. Olmstead, A.L. Balch, S. Nagase, Y. Maeda, T. Hasegawa, X. Lu, and T. Akasaka
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Journal Title
J. Am. Chem, Soc.
Volume: 136
Pages: 7611-7614
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Photochemical Behavior of Single-Walled Carbon Nanotubes in the Presence of Propylamine2014
Author(s)
Y. Maeda, Y. Hasuike, K. Ohkubo, A. Tashiro, S. Kaneko, M. Kikuta, M. Yamad, T. Hasegawa, T. Akasaka, J. Zhou, J. Lu, S. Nagase, and S. Fukuzumi
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Journal Title
ChemPhysChem
Volume: 15
Pages: 1821-1826
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Regioselective Benzyl Radical Addition to an Open-Shell Cluster Metallofullerene. Crystallographic Studies of Cocrystallized Sc_3C_2@Ih-C_<80> and Its Singly Bonded Derivativ2014
Author(s)
H. Fang, H. Cong, M. Suzuki, L. Bao, B. Yu, Y. Xie, N. Mizorogi, M.M. Olmstead, A.L. Balch, S. Nagase, T. Akasaka, and X. Lu
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Journal Title
J. Am. Chem. Soc.
Volume: 136
Pages: 10534-10540
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Isolation and Characterization of [5,6]-Pyrrolidino-Sc_3N@Ih-C_<80> Diastereomers2014
Author(s)
Y. Maeda, M. Kimura, C. Ueda, M. Yamada, T. Kikuchi, M. Suzuki, W.-W. Wang, N. Mizorogi, N. Karousis, N. Tagmatarchis, T. Hasegawa, M.M. Olmstead, A.L. Balch, S. Nagase, and T. Akasaka
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Journal Title
Chem. Commun.
Volume: 50
Pages: 12552-12555
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Partial Charge Transfer in the Shortest Possible Metallofullerene Peapod, La@C_<82>・[11]Cycloparaphenylene2014
Author(s)
T. Iwamoto, Z. Slanina, N. Mizorogi, J.-D. Guo, T. Akasaka, S. Nagase, H. Takaya, N. Yasuda, T. Kato, and S. Yamagao
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Journal Title
Chem. Eur. J.
Volume: 20
Pages: 14403-14409
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Unprecedented Chemical Reactivity of a Paramagnetic Endohedral Metallofullerene La@Cs-C82 that Leads Hydrogen Addition in the 1,3-Dipolar Cycloaddition Reaction2014
Author(s)
Y. Takano, Z. Slanina, J. Mateos, T. Tsuchiya, H. Kurihara, F. Uhlik, M.A. Herranz, N. Martin, S. Nagase, and T. Akasaka
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Journal Title
J. Am. Chem. Soc.
Volume: 136
Pages: 17537-17546
DOI
Peer Reviewed
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