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感応性化学種による触媒反応の制御・設計に関する理論的研究

公募研究

研究領域感応性化学種が拓く新物質科学
研究課題/領域番号 25109525
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

諸熊 奎治  京都大学, 福井謙一記念研究センター, シニアリサーチフェロー (40111083)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2014年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2013年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード感応性化学種 / 計算化学 / 遷移金属錯体 / テルペン類 / 均一系触媒 / 反応経路探索 / 感応性分子種 / ランタニド錯体 / 向山アルドール反応 / 芳香族性
研究実績の概要

我々が開発した反応経路自動検索法を、本新学術領域の主テーマである感応性化学種の新物質科学に応用して、感応性化学種の構造、反応性、さらに触媒反応の機構、選択性の起源を理論的に明らかにする。
1.化学反応径路自動探索(GRRM)戦術の感応性化学種の化学反応への応用 a. セスキテルペン類生成および異性化経路を明らかにするため、既知のプロトン化カチオンのからの異性化経路を自動探索法AFIR法を用いて探索し、従来見いだされている経路およびセスキテルペン異性体の他に、全く知られていなかった経路をいくつか見いだした (Isegawa et al., Chem. Sci. 5, 1555-1560 (2014))。  b. AFIR法を用いた不斉遷移金触媒反応機構の解明: 銅錯体とDNAとの超分子錯体を触媒とする不斉フリーデルクラフツ反応のエナンチオ選択性の起源を、AFIR法による反応経路の自動検索をもとに明らかにした(Petrova et al., Chem. Phys. Lett. 600, 87-95 (2014)。 c. AFIR法を用いた有機分子触媒反応機構の解明 (Petrova et al., J. Phys. Chem. B, 118, 5154-5167 (2014); Moteki et al., Chem. Asian J. 印刷中) 。
2. Rh錯体触媒によるベンゾシクロブテノールのCsp3-Csp2結合とCsp3-Csp3結合の選択的解裂の起源を明らかにした (Ding et al., J. Am. Chem. Soc. 136, 169-178 (2014).
3. ONIOM法に関する印刷120頁、引用文献800件に上る網羅的な総説を完成し, 発表した。Chung et al., Chem. Rev. 印刷中

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 謝辞記載あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (30件) (うち招待講演 25件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] The ONOIM Method and its Applications2015

    • 著者名/発表者名
      L. W. Chung, W. M. C. Sameera, R. Ramozzi, A. J. Page, M. Hatanaka, G. P. Petrova, T. V. Harris, X. Li, Z. Ke, F. Liu, H.-B. Li, L. Ding, and K. Morokuma
    • 雑誌名

      Chem. Rev.

      巻: 115 号: 12 ページ: 1-119

    • DOI

      10.1021/cr5004419

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Positive Effect of Water in Asymmetric Direct Aldol Reactions with Primary-Amine Organocatalyst: Experimental and Computational Studies2015

    • 著者名/発表者名
      S A. Moteki, K. Nakayama, H.-B. Li, G. Petrova, S. Maeda, K. Morokuma, and K. Maruoka
    • 雑誌名

      Chem. Asian J.

      巻: 10 号: 10 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1002/asia.201500078

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] sp3-sp2 vs sp3-sp3 C-C Site-Selectivity in Rh-Catalyzed Ring Opening of Benzocyclobutenol: A DFT Study2014

    • 著者名/発表者名
      Lina Ding, Naoki Ishida, Masahiro Murakami, and Keiji Morokuma
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 136 号: 1 ページ: 169-178

    • DOI

      10.1021/ja407422q

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excited-State Proton Transfer Controls Irreversibility of Photoisomerization in Mononuclear Ruthenium(II) Monoaquo Complexes: A DFT Study2014

    • 著者名/発表者名
      L. Ding, L. W. Chung, and K. Morokuma
    • 雑誌名

      J. Chem. Theo. Comp.

      巻: 10 号: 2 ページ: 668-675

    • DOI

      10.1021/ct400982r

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Predicting pathways for terpene formation from first principles - routes to known and new sesquiterpenes2014

    • 著者名/発表者名
      Miho Isegawa, Satoshi Maeda, Dean J. Tantillo, and Keiji Morokuma
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 5 号: 4 ページ: 1555-1560

    • DOI

      10.1039/c3sc53293c

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The origin of enantioselectivity for intramolecular Friedel-Crafts reaction catalyzed the supramolecular Cu / DNA catalyst complex2014

    • 著者名/発表者名
      G. P. Petrova, Z. Ke, S. Park, H. Sugiyama and K. Morokuma
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 600 ページ: 87-95

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2014.03.060

    • NAID

      120005439185

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Asymmetric phase-transfer catalysis with homo- and heterochiral quaternary ammonium salts: a theoretical study2014

    • 著者名/発表者名
      G. P. Petrova, H.-B. Li, K. Maruoka and K. Morokuma,
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem.

      巻: 118 号: 19 ページ: 5154-5167

    • DOI

      10.1021/jp501520g

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] σ-Aromaticity in Hexa-Group 16 Atom-Substituted Benzene Dications. A Theoretical Study2014

    • 著者名/発表者名
      Miho Hatanaka, Masaichi Saito, Masahiro Fujita, and Keiji Morokuma
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 79 号: 6 ページ: 2640-2646

    • DOI

      10.1021/jo500098h

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Study of Mukaiyama-Aldol Reaction Catalyzed by Water-Tolerant Lanthanide Lewis Acid2013

    • 著者名/発表者名
      M. Hatanaka, K. Morokuma,
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 135 号: 37 ページ: 1397213979-1397213979

    • DOI

      10.1021/ja407357c

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 20.Gas-Phase Photochemical and Homogenous Catalytic Reactions Explored Using the Automated Reaction Route Mapping (GRRM) Method2015

    • 著者名/発表者名
      Keiji Morokuma
    • 学会等名
      American Chemical Society Semi-annual Meeting
    • 発表場所
      Denver, USA
    • 年月日
      2015-03-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 19.Exciting World of Theoretical Studies of Chemical Reactions - From Gas Phase Reactions to Catalysts, and Enzymatic Reactions2015

    • 著者名/発表者名
      Keiji Morokuma
    • 学会等名
      Argonne National Laboratory
    • 発表場所
      Argonne, USA
    • 年月日
      2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 18.Chemical Reactions of Complex Molecular Systems -- Discovery and Insights from Computational Studies2015

    • 著者名/発表者名
      Keiji Morokuma
    • 学会等名
      12th Fukui Institute Symposium,
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-01-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 17.Fascinating World of Theoretical Studies of Chemical Reaction--From Gas Phase Reactions to Catalysts, and Enzymatic Reactions2014

    • 著者名/発表者名
      Keiji Morokuma
    • 学会等名
      Hiroshima University
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2014-12-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] GRRM法を用いた複雑分子系の反応機構2014

    • 著者名/発表者名
      諸熊 奎治
    • 学会等名
      GRRM誕生十周年・GRRM14発表記念講演会 「GRRMで拓く化学のニューフロンティア」
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-11-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Theory and Computation Provide Insights and Discovery on Chemical Reactions of Complex Molecular Systems2014

    • 著者名/発表者名
      Keiji Morokuma
    • 学会等名
      Advanced Molecular Transformations by Organocatalysts, 2nd International Conference, and 7th Symposium on Organocatalysis
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chemical Theory of Complex Molecular Systems: Discovery and Insights from Computational Studies of Chemical Reactions2014

    • 著者名/発表者名
      Keiji Morokuma
    • 学会等名
      CRC-SU Joint International Symposium on Chemical Theory of Complex Systems: “Interplay between Theory and Experiments; New Trends in Catalysis”
    • 発表場所
      Stockholm, Sweden
    • 年月日
      2014-10-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Theory and Computation Provide Insights and Discovery on Chemical Reactions of Complex Molecular Systems2014

    • 著者名/発表者名
      Keiji Morokuma
    • 学会等名
      Japan-Russia Joint-Symposium on Chemical Theory for Complex Systems
    • 発表場所
      St. Petersburg, Russia
    • 年月日
      2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] heory and Computation Provide Insights and Discovery on Chemical Reactions of Complex Molecular Systems2014

    • 著者名/発表者名
      Keiji Morokuma
    • 学会等名
      International Conference "Molecular Complexity in Modern Chemistry” (MCMC-2014)
    • 発表場所
      Moscow, Russia
    • 年月日
      2014-09-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 11.Quantum chemical molecular dynamics (QM/MD) simulations of nucleation, growth and healing processes of fullerenes, carbon nanotubes and graphenes2014

    • 著者名/発表者名
      Keiji Morokuma
    • 学会等名
      the 17th International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters (ISSPIC XVII)
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2014-09-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 複雑分子系のシミュレーション~生体分子の反応への応用とその周辺2014

    • 著者名/発表者名
      諸熊 奎治
    • 学会等名
      情報計算化学生物学会(CBI学会)講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-07-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multiscale Computational Approaches And Applications in Biochemistry And Biomaterials2014

    • 著者名/発表者名
      Keiji Morokuma
    • 学会等名
      Annual Conference of Canadian Chemical Society
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2014-06-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Exciting World of Theoretical Studies of Chemical Reactions - From Gas Phase Reactions to Catalysts, and Enzymatic Reactions2014

    • 著者名/発表者名
      Keiji Morokuma
    • 学会等名
      Swiss Chemical Society Lecture
    • 発表場所
      Lausanne, Switzerland
    • 年月日
      2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Complex Chemical Reaction Pathways Explored by Automatic Search Strategy, Swiss Chemical Society Lecture2014

    • 著者名/発表者名
      Keiji Morokuma
    • 学会等名
      Swiss Chemical Society Lecture
    • 発表場所
      Zurich, Switzerland
    • 年月日
      2014-05-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Theoretical Studies of Complex Molecular Systems. Methods and Application2014

    • 著者名/発表者名
      Keiji Morokuma
    • 学会等名
      Swiss Chemical Society Lecture
    • 発表場所
      Basel, Switzerland
    • 年月日
      2014-05-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chemical Theory of Complex Molecular Systems: Discovery and Insights from Computational Studies of Chemical Reactions2014

    • 著者名/発表者名
      Keiji Morokuma
    • 学会等名
      Swiss Chemical Society Lecture
    • 発表場所
      Fribourg, Switzerland
    • 年月日
      2014-05-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Exciting World of Theoretical Studies of Chemical Reactions - From Gas Phase Reactions to Catalysts, and Enzymatic Reactions2014

    • 著者名/発表者名
      Keiji Morokuma
    • 学会等名
      Swiss Chemical Society Lecture
    • 発表場所
      Basel, Switzerland
    • 年月日
      2014-05-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Theory and Computation Provide Insights and Discovery on Chemical Reactions of Complex Molecular Systems2014

    • 著者名/発表者名
      Keiji Morokuma
    • 学会等名
      2014 AATACC Seminar
    • 発表場所
      Canberra, Australia
    • 年月日
      2014-05-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Theory and Computation Provide Insights and Discovery on Chemical Reactions of Complex Molecular Systems2014

    • 著者名/発表者名
      Keiji Morokuma
    • 学会等名
      2014 AATACC Seminar
    • 発表場所
      Sydney, Australia
    • 年月日
      2014-04-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Exploring potential energy surfaces with GRRM automatic search strategy, Theory and Computation Provide Insights and Discovery on Chemical Reactions of Complex Molecular Systems2014

    • 著者名/発表者名
      Keiji Morokuma
    • 学会等名
      2014 AATACC Seminar
    • 発表場所
      New Castle, Australia
    • 年月日
      2014-04-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chemical Theory of Complex Molecular Systems: Discovery and Insights from Computational Studies of Chemical Reactions2014

    • 著者名/発表者名
      諸熊奎治
    • 学会等名
      CRC‐EC Joint International Symposium on Chemical Theory for Complex Systems
    • 発表場所
      Atlanta, GA, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Exploring potential energy surfaces with GRRM automatic search strategy2013

    • 著者名/発表者名
      諸熊奎治
    • 学会等名
      International Symposium on Organic Reaction Mechanism
    • 発表場所
      Shenzhen, China
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Advanced Approaches to Potential Energy Landscaping for Fuel Cracking and Oxidation2013

    • 著者名/発表者名
      諸熊奎治
    • 学会等名
      US AFOSR symposium on combustion
    • 発表場所
      Arlington, VA, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Exciting World of Theoretical Studies of Chemical Reactions -- From Gas Phase Reactions to Catalysts, and Enzymatic Reactions2013

    • 著者名/発表者名
      諸熊奎治
    • 学会等名
      Asian Pacific Conference of Theoretical and Computational Chemistry (APCTCC6)
    • 発表場所
      Gyeonju, Korera
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Theory Can Provide Insights Unavailable from Experiments in Catalysis2013

    • 著者名/発表者名
      諸熊奎治
    • 学会等名
      The Sixteenth International Symposium on Relations between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Automatic exploration of potential energy surfaces for catalysis and other complex chemical reactions2013

    • 著者名/発表者名
      諸熊奎治
    • 学会等名
      DOE Symposium on New Theoretical Concepts and Directions in Catalysis
    • 発表場所
      Santa Barbara, CA, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Exciting World of Theoretical/Computational Studies of Chemical Reactions of Complex Chemical Systems2013

    • 著者名/発表者名
      諸熊奎治
    • 学会等名
      CMSI International Symposium “Extending the power of computational materials sciences with K-computer”
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Automatic exploration of reaction pathways in complex environments, Symposium on "Electronic Structure in Complex Environments2013

    • 著者名/発表者名
      諸熊奎治
    • 学会等名
      Southeast Regional Meeting of the American Chemical Society
    • 発表場所
      Atlanta, GA, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Complex Chemical Reaction Pathways Explored by Automatic Search Strategy2013

    • 著者名/発表者名
      諸熊奎治
    • 学会等名
      5th Japan-Czech-Slovakia International Symposium on Theoretical Chemistry
    • 発表場所
      Nara, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 反応経路自動探索法などを用いた化学反応の理論

    • 著者名/発表者名
      諸熊奎治
    • 学会等名
      企業研究会 CAMMフォーラム
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] Morokuma Group Web Page

    • URL

      http://kmweb.fukui.kyoto-u.ac.jp/top/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 京都大学福井謙一記念研究センター

    • URL

      http://www.fukui.kyoto-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] Morokuma Group Web Page

    • URL

      http://kmweb.fukui.kyoto-u.ac.jp/top/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 京都大学福井謙一記念研究センター

    • URL

      http://www.fukui.kyoto-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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