Development of a general-purpose force field for analyzing the crystal structure and dynamic behavior of organometallic complexes

开发用于分析有机金属配合物的晶体结构和动态行为的通用力场

基本信息

批准号：
21K05105
负责人：
中山尚史
金额：
$ 2.66万
依托单位：
CONFLEX Corporation
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、有機金属錯体で構成される分子性結晶の構造変化に伴う物性を計算化学的手法により解析するため、結晶構造とその動的挙動の両方を再現することを志向した汎用的な古典力場の開発を進めている。2022年度は、発光特性を示す新奇希土類錯体についての解析(1)と、メタノールを選択的に吸収しベイポクロミズムを示すNi(II)錯体の結晶構造の特定(2)、さらにベンズ(a)アントラセンの基底状態およびS1励起状態の分子構造を特定した。(1)北海道大学長谷川グループらとの共同研究により、強い発光特性を示しかつ異なる希土類元素を連結することで光情報を一方向に伝達することを見出した錯体について、その連結過程で重要なピリジンの配位と、錯体単体での発光波長を、量子化学計算により解析することに成功した[Nature Commun. 2022, 13, 3660]。(2)東京都立大学波田・中谷グループ、および関西学院大学加藤グループとの共同研究により、メタノール蒸気を選択的に吸収してオレンジ色に呈色（ベイポクロミズム）するNi(II)-キノノイド錯体の、結晶構造が特定できていないメタノール吸収前の錯体の結晶構造について、この錯体に適した分子力場を構築して結晶構造探索を行い、得られた構造に対してさらにDFT-D計算を行った結果を実験データと照らし合わせることで、結晶構造を特定することに成功した[J. Phys. Chem. A, 2022, 126, 7687-7694]。(3)京都大学馬場グループらとの共同研究により、ベンズ(a)アントラセンの基底状態およびS1励起状態について、それぞれの分子構造を、高精度の分子分光実験とDFTおよび結合クラスター計算により得られた回転定数や振動数を元に特定した[J. Chem. Phys. 2022, 157, 234303]。

在本研究中，为了使用计算化学方法分析由有机金属配合物组成的分子晶体的结构变化所伴随的物理性质，我们将使用一种通用的经典方法，旨在重现晶体结构及其动态行为。继续力场的发展。在 2022 财年，我们将分析一种具有发光特性的新型稀土配合物 (1)，识别选择性吸收甲醇并表现出汽致变色现象的 Ni(II) 配合物的晶体结构 (2)，并对 benz(a) 进行进一步研究。确定了蒽的基态和S1激发态分子结构。 (1) 通过与北海道大学长谷川课题组的联合研究，我们发现了一种具有强发光特性并通过连接不同稀土元素在一个方向上传输光学信息的络合物，我们成功地分析了该络合物单独的配位和发射波长。使用量子化学计算 [Nature Commun 2022, 13, 3660]。 (2) 通过与东京都立大学秦中谷课题组和关西学院大学加藤课题组的共同研究，开发出了一种选择性吸收甲醇蒸气并呈现橙色（气色现象）的 Ni(II)-醌类络合物。，其晶体结构尚未确定。针对吸附tanol之前的配合物的晶体结构，我们构建了适合该配合物的分子力场，进行了晶体结构搜索，并对所得结构进行了进一步的DFT-D计算，并成功地将结果与实验数据进行了比较。晶体结构的鉴定[J.物理化学，2022，126，7687-7694]。 (3)通过与京都大学Baba课题组的联合研究，利用高精度分子光谱实验、DFT、键合团簇计算，得到了苯并(a)蒽的基态和S1激发态的分子结构。根据旋转常数和振动频率确定[J. Phys. 2022, 157, 234303]。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Electronic, vibrational, and rotational analysis of 1,2-benzanthracene by high-resolution spectroscopy referenced to an optical frequency comb

通过参考光学频率梳的高分辨率光谱对 1,2-苯并蒽进行电子、振动和旋转分析

DOI：
10.1063/5.0129297
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Katori Toshiharu;Kunishige Sachi;Baba Masaaki;Nakayama Naofumi;Ishimoto Takayoshi;Nishiyama Akiko;Yamasaki Sho;Misono Masatoshi
通讯作者：
Misono Masatoshi

Ni(II)キノノイド錯体のベイポクロミズムに関する理論的研究

Ni(II)醌类配合物气致变色的理论研究

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
野宮海音;中山尚史;後藤仁志;加藤昌子;中谷直輝;波田雅彦
通讯作者：
波田雅彦

FMO結晶エネルギーを用いた結晶構造予測の高精度化～結晶構造予測Target XXIIIを例として～

利用FMO晶体能量提高晶体结构预测的准确性~以晶体结构预测目标XXIII为例~

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
内海洋平;梅田大貴;奥脇弘次;小畑繁昭;中山尚史;後藤仁志;古石誉之;福澤薫;米持悦生
通讯作者：
米持悦生

Improving the Accuracy of Crystal Structure Prediction Using FMO Crystal Energy: An Example of Target XXIII

使用 FMO 晶体能量提高晶体结构预测的准确性：目标 XXIII 的示例

DOI：
10.2477/jccj.2021-0041
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
UTSUMI Yohei;UMEDA Daiki;OKUWAKI Koji;OBATA Shigeaki;NAKAYAMA Naofumi;GOTO Hitoshi;FURUISHI Takayuki;FUKUZAWA Kaori;YONEMOCHI Etsuo
通讯作者：
YONEMOCHI Etsuo

高分解能レーザー分光によるtrains-スチルベンのS1←S0遷移の研究

高分辨率激光光谱研究二苯乙烯的S1←S0转变