Development of Intramolecular Polarization Determination Method Using Electron Scattering and Quantum Chemical Calculations
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22K19296
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
安永 卓生 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (60251394)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | 電子顕微鏡 / 電子線回折 / 量子化学計算 / 電子配置 / 静電ポテンシャル / 電子状態 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、電子線回折法と量子化学計算を組み合わせることにより「分子内の原子の持つ、電子分布に依存する分極状態を可視化する手法の研究開発」を行う。分子内の原子の分極状態が分かることによって、その分子の反応性や非共有結合性結合の推測や評価が、実験的に可能になる。結果として、生物のもつ酵素の反応性や創薬における分子の設計などに繋げることができる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
電子線と磁性をもたない物質の相互作用は、電子により遮蔽された原子核の静電ポテンシャルである。そのため、電子線回折による構造解析においては、電子の分布考慮し、電子密度ではなく、静電ポテンシャルをつかって構造計算することが適切である。本研究では、R因子を評価関数として、電子密度と静電ポテンシャルによる構造解析を行い、比較を行った。電子密度及び静電ポテンシャルともに、量子化学計算を用いて、対応する原子核の配置を変更しながら、計算を行った。その結果、静電ポテンシャルによる構造解析のほうが、R因子が低下することが分かった。さらに、芳香環についた水酸基、及びメチル基における水素の配置について、R因子の極小値をもつ構造があることがわかった。また、このR因子の極小値を用いた構造は、電子密度を用いた配置と静電ポテンシャルを用いた配置では異なっており、ここでも静電ポテンシャルを用いた構造のほうがR因子が小さく、芳香環についた水酸基は、芳香環のもつ四重双極子からみて、適切な配置であった。以上のことから、量子化学計算を行った静電ポテンシャルを用いることにより、精密な構造決定が可能であることが示された。ただし、温度因子に関しては、分子全体の揺らぎに関するものしか考慮できていないため、R因子の低下が不十分である。今後、原子毎の原子核位置の動きに対応した、静電ポテンシャルの揺らぎを計算する手法を構築することを通して、より精密な構造決定につなげることに挑戦する。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
