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2013 年度 研究成果報告書

有機反応ダイナミクス支配現象の微視的解析

研究課題

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研究課題/領域番号 22350023
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 有機化学
研究機関立教大学

研究代表者

山高 博  立教大学, 理学部, 特定課題研究員 (60029907)

研究分担者 望月 祐志  立教大学, 理学部, 教授 (00434209)
古明地 勇人  独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 主任研究員 (30357032)
佐藤 真  立教大学, 理学部, ポストドクトラルフェロー (10634347)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
キーワード有機化学反応 / 量子化学 / シミュレーション / 遷移状態 / 溶媒効果
研究概要

有機化学反応の機構や生成物が必ずしも遷移状態の性質や構造によって規定されることがないことを理論化学計算と物理有機化学実験によって明らかにした。理論計算法として、フラグメント分子軌道法を援用した量子分子動力学シミュレーション法(FMO-MD法)を開発し、水中の有機化学反応における水分子の動的役割についてシミュレーションによって検討した。また、種々の転位反応、脱離反応、付加反応や置換反応のシミュレーションを実施した。さらに、転位反応、付加/置換反応については有機化学実験によって検証した。これらの結果から、有機反応におけるダイナミクス効果が伝統的な反応理論の枠を超えて重要であることを示した。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2014 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Electron- Correlated Fragment-Molecular-Orbital Calculations for Biomolecular and Nano Systems2014

    • 著者名/発表者名
      S. Tanaka, Y. Mochizuki, Y. Komeiji, Y. Okiyama, K. Fukuzawa
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys

      巻: 16 ページ: 10310-10344

    • DOI

      10.1039/c4cp00316k

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 分子シミュレーションによる有機反応機構解析 : 動力学的効果の検討2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤 真, 山高 博
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: Vol.72, No.4 ページ: 393-404

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanism of α-Ketol-Type Rearrangement of Benzoin Derivatives under Basic Conditions2013

    • 著者名/発表者名
      M. Karino, D. Kubouchi, K. Hamaoka, S. Umeyama, H. Yamataka
    • 雑誌名

      J. Org. Chem

      巻: 78 ページ: 7194-7198

    • DOI

      10.1021/jo401156h

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reaction Pathway and Rate-Determining Step of the Schmidt Rearrangement/Fragmentation : A Kinetic Study2012

    • 著者名/発表者名
      R. Akimoto, T. Tokugawa, Y. Yamamoto, H. Yamataka
    • 雑誌名

      J. Org. Chem

      巻: 77 ページ: 4073-4078

    • DOI

      10.1021/jo300419c

    • 査読あり
  • [雑誌論文] FMO-MD Simulations on Hydration of Formaldehyde in Water Solution with Constraint Dynamics2012

    • 著者名/発表者名
      M. Sato, H. Yamataka, Y. Komeiji, Y. Mochizuki
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J

      巻: 18 ページ: 9714-9721

    • DOI

      10.1002/chem.201200874

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Higher-order Correlated Calculations Based on Fragment Molecular Orbital Scheme2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Mochizuki, K. Yamashita, T. Nakano, Y. Okiyama, K. Fukuzawa, N. Taguchi, S. Tanaka
    • 雑誌名

      Theor. Chem. Acc

      巻: 130 ページ: 515-530

    • DOI

      10.1007/s00214-011-1036-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Path Bifurcation in the Beckmann Reaction : Support from Kinetic Analyses2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamamoto, H. Hasegawa, H. Yamataka
    • 雑誌名

      J. Org. Chem

      巻: 76 ページ: 4652-4660

    • DOI

      10.1021/jo200728t

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics Effects on E2/E1cb Borderline Mechanism. Unimolecular Elimination of 2-Aryl-3- chloro-2-R-propanols2011

    • 著者名/発表者名
      S. Itoh, H. Yamataka
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J

      巻: 17 ページ: 1230-1237

    • DOI

      10.1002/chem.201001926

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reaction Pathways and Possible Path Bifurcation for the Schmidt Reaction2010

    • 著者名/発表者名
      T. Katori, S. Itoh, M. Sato, H. Yamataka
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc

      巻: 132 ページ: 3413-3422

    • DOI

      10.1021/ja908899u

    • 査読あり
  • [学会発表] Explicit Solvation Modulates Intra- and Inter-Molecular Interactions Within DNA : Electronic Aspects Revealed by the Ab Initio Fragment Molecular Orbital (FMO) Method2014

    • 著者名/発表者名
      K. Fukuzawa, I. Kurisaki, C. Watanabe, Y. Okiyama, Y. Mochizuki, S. Tanaka, Y. Komeiji
    • 学会等名
      58th Annual Meeting of Biophysical Society
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2014-02-15
  • [学会発表] Reaction Pathway, Rate-Determining Step, and Possible Path Bifurcation of the Schmidt Reaction2012

    • 著者名/発表者名
      R. Akimoto, T. Tokugawa, Y. Yamamoto, and H. Yamataka
    • 学会等名
      21th IUPAC Conference on Physical Organic Chemistry
    • 発表場所
      Durham, UK
    • 年月日
      2012-09-09
  • [学会発表] Combined Experimental-Computational Study on the Reaction Pathway of α-Haloacetophenones with Nucleophiles : Possible Path Bifurcation in Addition/Substitution Mechanism2011

    • 著者名/発表者名
      S. Itoh, M. Katayama, K. Sasagawa, N. Yoshimura, M. Sato, H. Yamataka
    • 学会等名
      13th European Symposium on Organic Reactivity
    • 発表場所
      Tallinn, Estonia
    • 年月日
      2011-09-12
  • [学会発表] A Theoretical Study of Borderline Mechanism of Nucleophilic Addition/Substitution Reaction of α-bromoacetophenone2010

    • 著者名/発表者名
      S. Itoh, H. Yamataka
    • 学会等名
      International Conference on Physical Organic Chemistry
    • 発表場所
      Pusan, South Korea
    • 年月日
      2010-08-28
  • [図書] フラグメント分子軌道法と分子動力学シミュレーション レアメタル・希少金属リサイクル技術の最先端2011

    • 著者名/発表者名
      望月祐志, 古明地勇人
    • 総ページ数
      313(187-204)
    • 出版者
      フロンティア出版

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公開日: 2015-06-25  

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