| 研究課題/領域番号 |
24245005
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 研究機関 | 京都大学 |
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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, 研究員 (40111083)
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| 研究期間 (年度) |
2012-10-31 – 2015-03-31
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| キーワード | 計算科学 / 化学反応 / 反応経路探索 / 炭素ナノ構造 / 生体反応機構 / 理論化学 / ポテンシャル面 / 反応動力学 |
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| 研究概要 |
推進してきた複雑分子系の化学反応の理論化学・計算化学的研究をさらに発展させ完結させることを目的として、1. 化学反応径路自動探索法の構築と応用、2. 炭素ナノ構造生成の機構と制御、3. ONIOM法を用いた生体分子内での化学反応機構と動力学) の3つの小課題を設定した。
1. a. AFIR法の多成分有機反応および均一触媒反応への応用: Ugi反応(アルデヒド・ケトン+イソニトリル+カルボン酸+アミン→アミド)、(Co)2(CO)8触媒によるPaulson- Khand反応、酸素分子による不飽和炭化水素の酸化の初期過程(３重項と１重項状態の交差点を含め)等についての系統的反応径路検索を実施した。 b. 複雑な反応径路の自動検索法の構築: 大型分子にGRRM法を効率よく応用するミクロイテレーション法をAFIR法にも適用した。
2. a. キラリティ制御CNT生成機構: シクロパラフェニレン系のシードからCNTを生長させる反応系のDFTB/MDシミュレーションも実施し、キラリティ制御の機構を明らかにした。b. グラフェンの生成機構: グラフェンの生長に重要であると考えられている遷移金属表面のstep-edge付近の種々の場所に炭素原子を種々の密度その他の条件のもとでDFTB/MDトラジェクトリーを走らせ、成長が起る条件を明らかにした。
3. a. 生体分子環境をあらわに考慮した生体反応機構: NO をN2O に変換する２種類の酵素cNOR及びqNORの反応機構をタンパクをあらわに計算に考慮したONIOM(QM:MM)法モデルとを用いて解明した。b. タンパク結晶の異方性場における触媒反応機構: Hen Egg White Lysozyme (HEWL)の多孔性結晶中でRu錯体による触媒反応が異なる晶形で異なる立体選択性を示す実験結果が、どのような機構で起っているかを明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初予定していた研究協力者（博士研究員）の都合が急遽付かず、代替者を探したが、複雑分子系の理論計算という高度な研究を行う能力のある者の確保に日数がかかり、研究の進行に約２ヶ月の遅延が生じた。しかし、
２ヶ月の繰越延長によって、研究協力者（博士研究員）も採用できたので、研究はおおむね予定通り進行している。
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| 今後の研究の推進方策 |
1. 化学反応径路自動探索法の構築と応用: a. AFIR法の多成分有機反応および均一触媒反応への応用:ランタニド錯体触媒によるアルドール反応、第１級アミン有機触媒による不斉アルドール反応（特に水分子による加速効果）、benzothiadiazine系の有機触媒によるalkynoateからallenoateへの立体選択的異性化反応機構など、金属触媒および有機触媒による有機反応の系統的反応径路検索を実施する. b. 複雑な反応径路の自動検索法の構築:反応径路の自動検索法をタンパクのように自由度が極めて多い系でに応用するする手法を開発する。
2. 炭素ナノ構造生成及び反応の機構と制御: 昨年の研究を継続完結させる。
3. ONIOM法を用いた生体分子内での化学反応機構と動力学: 昨年の研究を継続完結させる。
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