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ビラジカル遷移状態計算法の深化と実在分子における反応機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15KT0143
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 遷移状態制御
研究機関大阪大学

研究代表者

北河 康隆  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (60362612)

研究分担者 齋藤 徹  広島市立大学, 情報科学研究科, 助教 (80747494)
研究協力者 浅岡 瑞稀  
宮城 公磁  
寺本 玲奈  
名取 圭紀  
青木 笙悟  
江良 伊織  
多田 隼人  
中野 雅由  
研究期間 (年度) 2015-07-10 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードスピン非制限(BS)法 / スピン混入誤差 / 近似スピン射影法 / ビラジカル構造 / 量子化学 / スピン射影(AP)法 / ビラジカル / 遷移状態 / スピン非制限(BS)法
研究成果の概要

本研究課題では『近似スピン射影(AP)法に基づいた遷移状態計算法を深化させ、実在分子におけるビラジカル反応機構の予測・解明を定量的に可能とすること』を目的とした。
本研究課題に関しては、研究分担者と密に連携しながら進め、研究期間内に以下の点で成果を収めることに成功した。まず、巨大系の最適化を目指し、QM/MM法とAP法とを組み合わせることを進めた。様々な検証の結果、MM法部分に半経験的手法を用いることで計算精度を上げることとし、そのための新規なパラメータセットを提案することに成功した。加えて、具体的対象系として、銅2核錯体に着目し基底状態の構造と磁気的相互作用の関係性に関して成果を得た。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 9件、 招待講演 7件) 図書 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] National Taipei University of Technology(Taiwan)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] rPM6 parameters for phosphorous and sulphur-containing open-shell molecules2018

    • 著者名/発表者名
      Toru Saito, Yu Takano
    • 雑誌名

      Molecular Physics

      巻: 116 号: 5-6 ページ: 602-610

    • DOI

      10.1080/00268976.2017.1377849

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Chemical Design Guidelines for Absorption and Emission Color Tuning of fac-Ir(ppy)3 Complexes2018

    • 著者名/発表者名
      Natori Yoshiki、Kitagawa Yasutaka、Aoki Shogo、Teramoto Rena、Tada Hayato、Era Iori、Nakano Masayoshi
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 23 号: 3 ページ: 577-577

    • DOI

      10.3390/molecules23030577

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Theoretical study of magnetic interaction in pyrazole-bridged dinuclear Cu(II) complex2017

    • 著者名/発表者名
      K. Miyagi, Y. Kitagawa, M. Asaoka, R. Teramoto, Y. Natori, T. Saito, M. Nakano
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 印刷中 ページ: 132-135

    • DOI

      10.1016/j.poly.2017.03.017

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Assessment of semi-empirical molecular orbital calculations for describing magnetic interactions2017

    • 著者名/発表者名
      T. Saito, T. Kitagawa, T. Kawakami, S. Yamanaka, M. Okumura, Y. Takano
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 印刷中 ページ: 52-57

    • DOI

      10.1016/j.poly.2017.02.029

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum mechanics study on synthetic model of copper-containing quercetin 2,4-dioxygenase2017

    • 著者名/発表者名
      T. Numata, T. Saito , T. Kawakamia, S. Yamanaka, M. Okumura
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 印刷中 ページ: 45-51

    • DOI

      10.1016/j.poly.2017.02.009

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] rPM6 parameters for manganese and application to transition state search for oxidation reactions of cyclohexene by manganese(IV)-oxo species2017

    • 著者名/発表者名
      *T. Saito, Y. Takano
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 46 号: 10 ページ: 1567-1569

    • DOI

      10.1246/cl.170687

    • NAID

      130006140026

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Theoretical study on S1 and T1 states of homoleptic bis(dipyrrinato)zinc(II) model complex2017

    • 著者名/発表者名
      M. Asaoka, Y. Kitagawa, R. Teramoto, K. Miyagi, Y. Natori, R. Sakamoto, H. Nishihara, M. Nakano
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: ー ページ: 113-116

    • DOI

      10.1016/j.poly.2017.01.058

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Theoretical study on relationship between spin structure and electron conductivity of one-dimensional tri-nickel (II) complex2017

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Kitagawa, Mizuki Asaoka, Yoshiki Natori, Koji Miyagi, Rena Teramoto, Toru Matsui, Yasuteru Shigeta, Mitsutaka Okumura, Masayoshi Nakano
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 印刷中 ページ: 125-131

    • DOI

      10.1016/j.poly.2017.02.020

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reparameterization of PM6 applied to organic diradical molecules2016

    • 著者名/発表者名
      *T. Saito, Y. Kitagawa, Y. Takano
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A,

      巻: 120 号: 43 ページ: 8750-8760

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.6b08530

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Theoretical study on electronic structure of cyanide-bridged iron-cobalt square complex2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitagawa, Y. Natori, R. Teramoto, S. Aoki, H. Tada, I. Era, M. Nakano
    • 学会等名
      11th Japan-China Joint Symposium on Metal Cluster Compounds
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Theoretical study on magnetic interaction between f and π spins in Tb(III)-phthalocyanine double-decker (TbPc2) complex2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitagawa, Y. Natori, R. Teramoto, S. Aoki, K. Katoh, M. Yamashita, M. Nakano
    • 学会等名
      11th Japanese-Russian Workshop on "Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices"
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Theoretical study on exchange interaction between f and pi electrons in Tb(III)-phthalocyanine double-decker complex2017

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Kitagawa, Yoshiki Natori, Keiichi Katoh, Masahiro Yamashita, Masayoshi Nakano
    • 学会等名
      11th Triennial Congress of the World Association of Theoretical and Computational Chemists
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical study on the optical properties of fac-Ir(ppy)3 and its derivatives2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Natori, Shogo Aoki, Yasutaka Kitagawa, Masayoshi Nakano
    • 学会等名
      11th Triennial Congress of the World Association of Theoretical and Computational Chemists
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 量子化学計算に基づく分子磁性の理論研究2017

    • 著者名/発表者名
      北河康隆
    • 学会等名
      近畿化学協会コンピュータ化学部会 公開講演会(第98回例会)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 開殻分子系へのBroken-symmetry法および近似スピン射影法の適用2017

    • 著者名/発表者名
      北河康隆
    • 学会等名
      第7回量子化学スクール ~基礎理論と高精度理論の発展~
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ir(III)(ppy)n(dpm)3-n 錯体の配位種が光特性に及ぼす影響に関する理論研究2017

    • 著者名/発表者名
      名取 圭紀,青木 笙悟,北河 康隆,中野 雅由
    • 学会等名
      第20回理論化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Ir(III)錯体における光特性への置換基効果に関する理論研究2017

    • 著者名/発表者名
      名取 圭紀、青木 笙悟、寺本玲奈、北河 康隆、中野 雅由
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会2017秋季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] BODIPY の光物性における置換基効果と亜鉛錯体の配位子への応用に関する理論研究2017

    • 著者名/発表者名
      青木 笙悟,名取 圭紀,多田 隼人,寺本 玲奈,北河 康隆,中野 雅由
    • 学会等名
      第11回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] スピン分極した分子の構造最適化に向けた近似スピン射影法の展開2016

    • 著者名/発表者名
      北河康隆、齋藤徹、浅岡瑞稀、宮城公磁、名取圭紀、鷹野優、中野雅由
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会2016秋季年会
    • 発表場所
      島根大学(島根県・松江市)
    • 年月日
      2016-10-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Assessment and Modification of Semi-Empirical Molecular Orbital Theory for Describing Organic Radical Systems2016

    • 著者名/発表者名
      Toru Saito, Yasutaka Kitagawa, Takahiro Numata, Takashi Kawakami, Shusuke Yamanaka, Mitsutaka Okumura
    • 学会等名
      15th International conference on molecule-based magnets (ICMM2016)
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical study of magnetic interaction in pyrazole-bridged dinuclear Cu(II) complex2016

    • 著者名/発表者名
      Koji Miyagi, Mizuki Asaoka, Rena Nishikubo, Yasutaka Kitagawa, Masayoshi Nakano
    • 学会等名
      15th International conference on molecule-based magnets (ICMM2016)
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical study on the relationships between molecularmagnetic property and electron conductivity of tri-nickel(II) complex2016

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Kitagawa, Taku Takebayashi, Mizuki Asaoka, Koji Miyagi, Rena Teramoto, Yasuteru Shigeta, Masayoshi Nakano
    • 学会等名
      15th International conference on molecule-based magnets (ICMM2016)
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 銅含有ジオキシゲナーゼ模倣錯体の理論的研究2016

    • 著者名/発表者名
      沼田 峻宏, 齋藤 徹, 川上 貴資, 山中 秀介, 奥村 光隆
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] スピン射影構造最適化法を用いたピラゾール架橋2核銅(II)錯体の磁気的相互作用に関する理論研究2016

    • 著者名/発表者名
      宮城 公磁, 浅岡 瑞稀, 西久保 玲奈, 竹林 拓, 北河 康隆, 中野 雅由
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Theoretical Study on Magnetic Properties of Cyanide-Bridged Fe-Co Complex2016

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Kitagawa, Mizuki Asaoka, Koji Miyagi, Rena Nishikubo, Masayoshi Nakano
    • 学会等名
      Joint Seminar of Japan - F.R.S.-FNRS Research Cooperative Program:”Quantum chemical design of open-shell nonlinear optical materials”
    • 発表場所
      The University of Namur, Belgium
    • 年月日
      2016-03-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DFT study on electronic structure and magnetic interaction of cyanide-bridged Fe-Co complex2015

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Kitagawa, Mizuki Asaoka, Koji Miyagi, Rena Nishikubo, Taku Takebayashi and Masayoshi Nakano
    • 学会等名
      The 9th Japanese-Russian Workshop on Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai International Conference Center
    • 年月日
      2015-11-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ピラゾール架橋2核銅(II)錯体の架橋配位子と磁気的相互作用に関する理論的研究2015

    • 著者名/発表者名
      宮城 公磁, 浅岡 瑞稀, 竹林 拓, 北河 康隆, 中野 雅由
    • 学会等名
      錯体化学会第65回討論会
    • 発表場所
      奈良女子大学
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] SYMMETRY (GROUP THEORY) AND MATHEMATICAL TREATMENT IN CHEMISTRY2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitagawa, T. Saito, K. Yamaguchi
    • 出版者
      InTech
    • ISBN
      9789535156796
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 分子機械と太陽電池に関する講演会2017

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2015-07-14   更新日: 2022-08-18  

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