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励起分子と固体触媒の構造・振動状態・反応性に関する理論的研究

Research Project

Project/Area Number 12042276
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

中井 浩巳  早稲田大学, 理工学部, 助教授 (00243056)

Project Period (FY) 2000 – 2001
Project Status Completed (Fiscal Year 2001)
Budget Amount *help
¥4,000,000 (Direct Cost: ¥4,000,000)
Fiscal Year 2001: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2000: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Keywordsab initio NO+MO法 / 振動励起状態 / プロトントンネリング / ソラレン化合物 / DNA光付加反応 / 8-MOP / 分子衝突 / ab initio MDシミュレーション / イオン核生成 / ab initio MO-MD法 / メチル基内部回転 / NO+MO理論 / Born-Oppenheimer近似 / 衝突断面積
Research Abstract

本研究では、励起分子や固体触媒の構造や振動状態、さらにそれらが引き起こす種々の化学反応を理論的手法により検討し、そのメカニズムの解明を目指した。本年度はこの目的にしたがって、(1)ab initio NO+MO法による振動励起状態の解析、(2)ソラレン化合物のDNA光付加反応に関する理論的研究、(3)分子衝突のMDシミュレーションと化学反応性の理論的予測、等の研究を行った。(1)では、これまでに我々が開発したBorn-Oppenheimer近似に基づかない理論、ab initio NO+MO法に励起状態の理論を適用し、電子励起状態だけでなく振動励起状態に関する知見を得ることに成功した。特に、振動波動関数から得られる核密度分布は、分子振動やプロトントンネリングなどの現象を、視覚的・直感的に理解するうえで有用であることがわかった。(2)では、乾癬などの皮膚病治療に用いられるソラレン化合物がDNAとどのように光付加するかを理論的に検討した。その結果、ソラレン化合物のひとつである8-MOPは、T_1状態において特異な開環構造をすることが初めて示され、それが治療効果と密接な関係があることも明らかとなった。(3)では、アンモニアクラスターイオンとアンモニアモノマーの衝突反応に対して、種々の反応条件に対してab initio MDシミュレーションを行い、その結果から衝突実験で報告されている反応断面積を理論的に見積ることに成功した。さらに、衝突サイトと反応性との関連も明らかにすることができた。

Report

(2 results)
  • 2001 Annual Research Report
  • 2000 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All Other

All Publications (12 results)

  • [Publications] T.Homma, I.Komatu, A.Tamaki, H.Nakai, T.Osaka: "Molecular orbital study on the reaction mechanisms of electroless deposition processes"Electrochimica Acta.. 47(1,2). 47-53 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Kawamura, T.Nagasawa, H.Nakai: "π^*-σ^* Hyperconjugation mechanism on the rotational barrier of the methyl group(III) : Methyl-azabenzenes in the ground, excited, and anionic states"J. Chem. Phys.. 114(19). 8357-8363 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] H.Nakai, K.Sodeyama, M.Hoshino: "Non Born-Oppenheimer theory for simultaneous determination of vibrational and electronic excited states : Ab initio NO+MO/CIS theory"Chem. Phys. Lett.. 345(1,2). 118-124 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] M.Kawai, H.Nakai: "π^*-σ^* Hyperconjugation mechanism on methyl rotation in cationic state of substituted toluenes"Chem. Phys.. 273(2,3). 191-196 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] H.Nakai: "Simultaneous determination of nuclear and electronic wave functions without Born-Oppenheimer approximation : Ab initio NO+MO/HF theory"Int. J. Quant. Chem.. 86(6). 511-517 (2002)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Okada, H.Nakai, T.Ichikawa, T.Orii, K.Takeuchi: "The stability of ammonia cluster ions and its relation to nucleation rate"J. Aerosol Research, Japan. (in press). (2002)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] H.Nakai,M.Kawai: "π^*-σ^* hyperconjugation mechanism on the rotational barrier of the methyl group (I) : Substituted toluenes in the ground, excited, and anionic states"J.Chem.Phys.. 113(6). 2168-2174 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] H.Nakai,T.Goto,Y.Okada,T.Orii,K.Takeuchi,M.Ichihashi,T.Kondow: "Theoretical study on ammonia cluster ions : Nature of kinetic magic number"J.Chem.Phys.. 112(17). 7409-7415 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] H.Nakai,T.Goto,T.Ichikawa,Y.Okada,T.Orii,K.Takeuchi: "Theoretical study on ammonia cluster ions : Nature of thermodynamic magic number"Chem.Phys.. 262(2-3). 201-210 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Kawamura,T.Nagasawa,H.Nakai: "π^*-σ^* hyperconjugation mechanism on the rotational barrier of the methyl group (III) : Methyl-azabenzenes in the ground, excited, and anionic states"J.Chem.Phys.. (in press). (2001)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] H.Nakai,T.Homma,I.Komatsu,T.Osaka: "Ab initio molecular orbital study of the oxidation mechanism of hypophosphite ion as a reductant for an electroless deposition process"J.Phys.Chem.B. (in press). (2001)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] T.Homma,I.Komatsu,A.Tamaki H.Nakai,T.Osaka: "Ab initio molecular orbital study on the reaction mechanisms of electroless deposition processes"Electrochimica Acta. (in press). (2001)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report

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Published: 2000-04-01   Modified: 2018-03-28  

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