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溶液内擬縮退系に適した多配置型電子状態理論と溶液積分方程式理論の融合と展開

研究課題

研究課題/領域番号 15K05392
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関九州大学

研究代表者

中野 晴之  九州大学, 理学研究院, 教授 (90251363)

研究協力者 吉田 紀生  
渡邉 祥弘  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード理論化学 / 擬縮退系 / 多配置電子状態理論 / 液体の積分方程式理論 / 相対論的電子状態理論 / シミュレーション手法
研究成果の概要

溶液内擬縮退系の化学現象を解明する手法を提供するため,大規模分子の複雑な電子状態計算を念頭に置いた多配置理論の開発,溶液内擬縮退系のための積分方程式理論の開発を行い,これらを総合して用いることにより,生体系や金属系などの溶液中の化学現象に適用した。主な項目は,多参照摂動法の効率的な近似形式,擬縮退摂動論に基づく相対論2成分法の定式化,水溶液中の銅水和錯体の配位構造と励起スペクトル,混合液中のブルッカーメロシアニンのソルバトクロミズムと選択的溶媒和,単糖類とカルボキシベンゼンボロン酸の錯体形成,CBM36の炭水化物結合のイオン依存性,プルシアンブルーナノ粒子のサイズ依存吸着サイト等である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

溶液内化学過程を分子論的に取り扱う基本的な手法を与えるとともに,触媒化学,生物化学,生物物理など,工業・医療・創薬等を支える基礎的分野への知見を提供した。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 1件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 9件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis of Redox-switchable 5,15-Dialkyl-10,20-diaryl-5,15-diazaporphyrins and Diversification of their N-Alkyl Groups2019

    • 著者名/発表者名
      Mutoh Mai、Sudoh Keisuke、Furukawa Ko、Minoura Mao、Nakano Haruyuki、Matano Yoshihiro
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 8 号: 3 ページ: 352-355

    • DOI

      10.1002/ajoc.201900085

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-Dimensional Reference Interaction Site Model Self-Consistent Field Study on the Coordination Structure and Excitation Spectra of Cu(II)-Water Complexes in Aqueous Solution2019

    • 著者名/発表者名
      Yang Chen、Watanabe Yoshihiro、Yoshida Norio、Nakano Haruyuki
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 未定 号: 15 ページ: 3344-3354

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.9b01364

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct and Regioselective Amination of β-Unsubstituted 5,15-Diazaporphyrins with Amines: A Convenient Route to Near-Infrared-Responsive Diazaporphyrin Sensitizers2018

    • 著者名/発表者名
      Omomo, S.; Sugai, T.; Minoura, M.; Nakano, H.; Matano, Y.
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 57 号: 14 ページ: 3797-3800

    • DOI

      10.1002/anie.201800471

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Redox Switchable 19π and 18π 5,10,20-Triaryl-5,15-diazaporphyrinoid-Nickel(II) Complexes2018

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Sudoh, Takuroh Hatakeyama, Ko Furukawa, Haruyuki Nakano, Yoshihiro Matano
    • 雑誌名

      Journal of Porphyrins and Phthalocyanines

      巻: 22 号: 07 ページ: 542-551

    • DOI

      10.1142/s1088424618500529

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] β-Functionalization of 5,15-Diazaporphyrins with Phosphorus, Oxygen, and Sulfur-Containing Substituents2018

    • 著者名/発表者名
      Sugai Takuma、Minoura Mao、Nakano Haruyuki、Matano Yoshihiro
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 91 号: 8 ページ: 1264-1266

    • DOI

      10.1246/bcsj.20180123

    • NAID

      130007434221

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A computational scheme of pKa values based on the three-dimensional reference interaction site model self-consistent field theory coupled with the linear fitting correction scheme2018

    • 著者名/発表者名
      Fujiki Ryo、Kasai Yukako、Seno Yuki、Matsui Toru、Shigeta Yasuteru、Yoshida Norio、Nakano Haruyuki
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 20 号: 43 ページ: 27272-27279

    • DOI

      10.1039/c8cp04354j

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and properties of redox-switchable zinc complexes of 10,15,20-triaryl-15-aza-5-oxaporphyrin2018

    • 著者名/発表者名
      Sudoh Keisuke、Furukawa Ko、Nakano Haruyuki、Shimizu Soji、Matano Yoshihiro
    • 雑誌名

      Heteroatom Chemistry

      巻: 29 号: 5-6

    • DOI

      10.1002/hc.21456

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Redox Switchable 19π and 18π 5,10,20-Triaryl-5,15-diazaporphyrinoid-Nickel(II) Complexes2018

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Sudoh, Takuroh Hatakeyama, Ko Furukawa, Haruyuki Nakano, Yoshihiro Matano
    • 雑誌名

      J. Porphyr. Phthalocyanines

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitrogen-Bridged Metallodiazaporphyrin Dimers: Synergistic Effects of Nitrogen Bridges and meso-Nitrogen Atoms on Structure and Properties2017

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kawamata, Takuma Sugai, Mao Minoura, Yasuhisa Maruyama, Ko Furukawa, Cole Holstrom, Victor N. Nemykin, Haruyuki Nakano, and Yoshihiro Matano
    • 雑誌名

      Chem. Asian J.

      巻: 12 号: 7 ページ: 816-821

    • DOI

      10.1002/asia.201700204

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Unsymmetrically Substituted D-π-A Type 5,15-Diazaporphyrin Sensitizers: Synthesis and Optical and Photovoltaic Properties2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Omomo, Yukihiro Tsuji, Kenichi Sugiura, Tomohiro Higashino, Haruyuki Nakano, Hiroshi Imahori, and Yoshihiro Matano
    • 雑誌名

      ChemPlusChem

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 695-704

    • DOI

      10.1002/cplu.201700051

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Solvatochromism and Preferential Solvation of Brooker's Merocyanine in Water-Methanol Mixtures2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Tanaka, Yukio Kawashima, Norio Yoshida, Haruyuki Nakano
    • 雑誌名

      J. Comput. Chem.

      巻: 38 号: 28 ページ: 2411-2419

    • DOI

      10.1002/jcc.24902

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Syntheses, Properties, and Catalytic Activities of Metal(II) Complexes and Free Bases of Redox-Switchable 20π, 19π, and 18π 5,10,15,20-Tetraaryl-5,15-diazaporphyrinoids2017

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Sudoh, Takaharu Satoh, Toru Amaya, Ko Furukawa, Mao Minoura, Haruyuki Nakano, Yoshihiro Matano
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 23 号: 64 ページ: 16364-16373

    • DOI

      10.1002/chem.201703664

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical analysis of complex formation of p-carboxybenzeneboronic acid with a monosaccharide2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Seno, Norio Yoshida, Haruyuki Nakano
    • 雑誌名

      J. Mol. Liq.

      巻: 印刷中 ページ: 93-98

    • DOI

      10.1016/j.molliq.2015.12.063

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The ion-dependence of carbohydrate binding of CBM36: MD and 3D-RISM study2016

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Tanimoto, Masahiro Higashi, Norio Yoshida, Haruyuki Nakano
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Condensed Matter

      巻: 28 号: 34 ページ: 344005-344005

    • DOI

      10.1088/0953-8984/28/34/344005

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Redox-Switchable 20π-, 19π-, and 18π-Electron 5,10,15,20-Tetraaryl-5,15-diazaporphyrinoid Nickel(II) Complexes2016

    • 著者名/発表者名
      Takaharu Satoh, Mao Minoura, Haruyuki Nakano, Ko Furukawa, Yoshihiro Matano
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 55 号: 6 ページ: 2235-2238

    • DOI

      10.1002/anie.201510734

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of electronic effects of β-aryl substituents on optical and electrochemical properties of 5,15-diazaporphyrin π-systems2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Omomo, Ko Furukawa, Haruyuki Nakano, Yoshihiro Matano
    • 雑誌名

      J. Porphyr. Phthalocyanines

      巻: 19 号: 06 ページ: 775-785

    • DOI

      10.1142/s1088424615500509

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical analysis of co-solvent effect on the proton transfer reaction of glycine in a water-acetonitrile mixture2015

    • 著者名/発表者名
      Yukako Kasai, Norio Yoshida, Haruyuki Nakano
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 142 号: 20

    • DOI

      10.1063/1.4921432

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Three-Dimensional Reference Interaction Site Model Self-Consistent Field Analysis of Solvent and Substituent Effects on the Absorption Spectra of Brooker's Merocyanine2015

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Tanaka, Norio Yoshida, Haruyuki Nakano
    • 雑誌名

      J. Comput. Chem.

      巻: 36 号: 22 ページ: 1655-1663

    • DOI

      10.1002/jcc.23980

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] A Three-Dimensional Reference Interaction Site Model Self-Consistent-Field Study on the Coordination Structure and Excitation Spectra of Cu(II)-Water Complexes in Aqueous Solution2018

    • 著者名/発表者名
      Chen Yang, Yoshihiro Watanabe, Norio Yoshida, and Haruyuki Nakano
    • 学会等名
      ICMARI
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relativistic two-component theory by quasi-degenerate perturbation theory and its numerical assessment2018

    • 著者名/発表者名
      Kodai Kanemaru, Nobuki Inoue, Masahiro Higashi, Yoshihiro Watanabe, Haruyuki Nakano
    • 学会等名
      ICMARI
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of theoretical pKa prediction method2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Fujiki, Yukako Kasai, Yuki Seno, Toru Matsui, Yasuteru Shigeta, Norio Yoshida, Haruyuki Nakano
    • 学会等名
      ICMARI
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D-RISM法における溶媒分子配向を取り込んだ溶媒和自由エネルギー表式の評価2018

    • 著者名/発表者名
      谷本 勝一, 吉田 紀生, 中野 晴之
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会2018福岡
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of quantitative pKa prediction method based on quantum chemical method and statistical mechanics theory of liquids2018

    • 著者名/発表者名
      藤木涼, 笠井友佳子, 妹尾裕貴, 松井亨, 重田育照, 吉田紀生, 中野晴之
    • 学会等名
      凝縮系の理論化学2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 擬縮退摂動論に基づいた論2成分法の評価2018

    • 著者名/発表者名
      金丸恒大、井上頌基、渡邊祥弘、東雅大、中野晴之
    • 学会等名
      凝縮系の理論化学2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of the distributed partial wave expansion on the solvation free energy in the 3D-RISM theory2018

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Tanimoto, Norio Yoshida, Haruyuki Nakano
    • 学会等名
      255th ACS National Meeting & Exposition
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a theoretical prediction method for pKa2017

    • 著者名/発表者名
      Ryo Fujiki, Yukako Kasai, Norio Yoshida, Toru Matsui, Yasuteru Shigeta, Haruyuki Nakano
    • 学会等名
      「柔らかな分子系」国際シンポジウム(第5回公開シンポジウム)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] New solvation free energy expression for the three-dimensional reference interaction site model combined with the distributed partial wave expansion correction2017

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Tanimoto, Norio YOSHIDA, Haruyuki NAKANO
    • 学会等名
      The 5th Symposium; Studying the Function of Soft Molecular Systems by the Concerted Use of Theory and Experiment
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 擬縮退摂動論に基づく相対論2成分法の定式化2017

    • 著者名/発表者名
      金丸恒大、井上頌基、渡邊祥弘、東雅大、中野晴之
    • 学会等名
      第11回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 部分波展開法と3D-RISM法の結合による新たな溶媒和自由エネルギー計算式の提案2017

    • 著者名/発表者名
      谷本 勝一, 吉田 紀生, 中野 晴之
    • 学会等名
      第11回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 部分波展開法と3D-RISM法の結合による新たな溶媒和自由エネルギー計算式の提案2017

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Tanimoto, Norio Yoshida, Haruyuki Nakano
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Ca2+依存性糖質結合モジュールの分子認識におけるCa2+の役割2016

    • 著者名/発表者名
      谷本勝一、東雅大、吉田紀生、中野晴之
    • 学会等名
      第6回CSJ化学フェスタ2016
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] MD及び3D-RSIM法によるCBM36の糖鎖結合に対する イオン種依存性の研究2016

    • 著者名/発表者名
      谷本勝一、東雅大、吉田紀生、中野晴之
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオマス利用に向けた酵素反応解析2015

    • 著者名/発表者名
      谷本勝一、東雅大、吉田紀生、中野晴之
    • 学会等名
      第6回CMSI研究会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス、東京
    • 年月日
      2015-12-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Role of calcium ion in molecular recognition process of calcium-dependent carbohydrate-binding module2015

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Tanimoto, Masahiro Higashi, Norio Yoshida, Haruyuki Nakano
    • 学会等名
      The 4th International Symposium "Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions
    • 発表場所
      西新プラザ、福岡
    • 年月日
      2015-11-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of calcium ion in molecular recognition process of calcium-dependent carbohydrate-binding module2015

    • 著者名/発表者名
      Norio Yoshida, Shoichi Tanimoto, Masahiro Higashi, Haruyuki Nakano
    • 学会等名
      34rd International Conference on Solution Chemistry
    • 発表場所
      Bohemia Technical University, Prague, Czech
    • 年月日
      2015-08-31
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of calcium ion in molecular recognition process of calcium-dependent carbohydrate-binding module2015

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Tanimoto, Masahiro Higashi, Norio Yoshida, Haruyuki Nakano
    • 学会等名
      45th IUPAC World Chemistry Congress
    • 発表場所
      BEXCO、釜山、大韓民国
    • 年月日
      2015-08-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 基礎化学結合論(基幹教育シリーズ化学)第2版2015

    • 著者名/発表者名
      中野 晴之・原田 賢介・大橋 和彦・寺嵜 亨・関谷 博
    • 総ページ数
      92
    • 出版者
      学術図書出版社
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] Haruyuki Nakano

    • URL

      http://ccl.scc.kyushu-u.ac.jp/~nakano/index_e.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書 2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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