| 研究概要 |
遷移金属元素、有機官能基、高周期元素、典型金属を含む分子はd電子、s, p電子、hypervalency、空の軌道、あるいは、正電荷が互いに相互作用しあう複合電子系を持ち、多様な構造、電子状態、反応性や触媒作用を示し、また、超分子系の基本骨格になることなどから大きな興味を引いている。従来の多くの理論的研究は成果を挙げてきたが、しかし、ほとんどがモデル系について行われたものであり、実在系の理論的研究ではなく、本質の理解と予測には多くの問題が残されている。本研究では、実在系の高精度計算を可能とする理論的計算法の開発を行い、さらに、それを複合電子系分子に応用し、それらの多様な構造と反応性、特に、触媒的有機合成反応、錯体触媒反応に関連した反応性を高精度理論計算から明らかにすることを目的とする。具体的には、A02班と協力して、官能基や置換基を実在系そのものとして取り込むためのシフト演算子法を開発し、QM/MMあるいはONIOM法と併用することにより、実在系の高精度計算を可能とする。また、溶媒効果、溶媒内でのエントロピー効果の見積もり法をA03, A04班と共同で開発する。この理論的方法により実験分野で注目されている遷移金属錯体触媒によるクロスカップリング反応、二酸化炭素および窒素の固定化反応、立体選択的不斉合成反応を取り上げ、実在系について理論計算を行い、反応機構、反応の制御因子を明らかにすると共に、新しい反応系の理論予測を行う。
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