重合反応・触媒反応・結晶成長の理論的制御のためのElongationプログラム

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07554087
• 応募区分: 試験
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 今村 詮 広島大学, 理学部, 教授 (70076991)
• 研究分担者: 河野 雄次 中国化薬株式会社, 開発部, 研究員 ; 青木 百合子 広島大学, 理学部, 助教授 (10211690)
• キーワード: Elongation法 / 非周期性 / 分子軌道法 / MOPAC / エネルギー勾配法 / 構造最適化 / 反応性 / 局所状態密度

研究概要

われわれの研究室では数年前より高分子の重合反応の道筋になぞらった形で非周期性高分子の電子状態を計算するいわば理論的重合法ともいえるElongation法を提出し、発展させてきている。本研究課題では、上記のElongation法を一次元・二次元・三次元の系に適用できるように拡張してプログラムパッケージの形にして、高分子の重合反応、不均一表面反応(触媒反応)、超高分子創製のための結晶成長を理論的に制御できるようなシステムを構築する。
今年度は、現在までに個別に作成している一次元非周期性高分子の電子状態をプログラムパッケージの形にまとめた。そのプログラムパッケージは以下の分子軌道法を包含している。
拡張ヒュッケル法、CNDO/2法、MNDO法、AMI法、PM3法、CNDO/S法、Ab initio法、密度汎関数法
特に今年度は、MOPACプログラムパッケージとElongation法との結合をおこない、種々の半経験的分子軌道法が適用できるようにすると共に、MOPACに含まれるエネルギー勾配法による構造最適化もElongation法で使用できるようにした。すなわち、MOPACプログラムパッケージのなかの電子間反発積分の計算式をとり出して、高分子鎖が伸びてきた時の遠距離セグメントの効果を効率的にとりこませるようにした。その結果高分子鎖が非常に長くなっても計算時間は高分子鎖長の一次に比例するようになった。ついで種々のアミノ酸残基を含むオリゴペプチドに応用し、各残基の反応性を局所状態密度を求めて評価した。

研究成果

• [文献書誌] A. Imamura 外: "Molecular Orbital Study on the Ferroelectricity of Add Nylons" Mol. Cryst. Liq. Cryst.278. 99-109 (1996)
• [文献書誌] Y. Kohno, a. Imamura 外: "Molecular Dynamics Simulations of Initital Decomposition Process on the Unique N-N Bond m Nitramines in the Crystalline State" J. Phys. Chem.100・12. 4701-4712 (1996)
• [文献書誌] Y. Kawabata, A. Imamura 外: "Charge-Transfer Complexation in an Aqueous Polyelectrolyte solution. III. Complexation between Pyrenesulfonate or Anthracenesulfonate and Anthroquinonesaulfunate Ions." Bull. Chem. Soc. Jpn.69・9. 2453-2459 (1996)
• [文献書誌] M. Mitani, A. Imamura 外: "Geometry Optimization of Polymers by the Elongation Method" Int. J. Quantum Chem.(印刷中).
• [文献書誌] Y. Aoki, A. Imamura 外: "Molecular Orbital Approach to the Peierls Instability in Polyenes and its Application to Model Crystals of Charge Transfer Complexes" Int. J. Quantum chem.(印刷中).
• [文献書誌] Y. Kawabata, A. Imamura 外: "Effects of Acceptor structure on charge-Transfer Complexation in Aqueous Polyelectrolyte solution" Polymer J.(印刷中).