構造の揺らぎと柔軟性を考慮した溶液内化学反応理論の構築

考虑结构波动和灵活性的溶液化学反应理论构建

基本信息

批准号：
18031019
负责人：
佐藤啓文
金额：
$ 3.84万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

溶液内の化学過程を理解するためには、現象を支配している基本原理である統計力学と量子化学双方の視点が重要である。こうした背景をふまえつつ、以下の成果を得た。1.構造揺らぎを統計的に扱う方法には、類似法では1-4以遠の相互作用を効率よく取り入れることは容易ではなかった。本課題研究では一部モンテカルロ法を併用することで、十分に長い直鎖状分子からなる液体系に対しても適用可能な新しい統計理論の開発に成功した。これを用いたn-アルカンの計算結果は既知の配置をよく再現した。現在、この結果は学術雑誌への投稿を準備している。2.昨年度までに開発した量子化学計算の結果を様々な意味で粗視化する手法を実際に系に適用した。(1)系の全エネルギーを、構成する原子とその対に分配する方法を、ab initio Monte Carloと組み合わせて水二量体の系に応用した。またこれを分光学実験により得られた結果と比較し、同法が系を適切に記述できていることを確認した。(2)非経験的分子軌道法で求めた電子状態を共鳴構造を基に解析する方法を用いて、クラスターや水溶液中の分子の電子状態の解析を行った。3.液体論の一つである3D-RISM法を基礎として高効率で並列計算が可能な手法の開発に成功した。また、この方法により種々の蛋白質分子周辺やその内部における水の分布構造を明らかにした。4.キサンチンオキシナーゼによる酸化過程や水中の重炭酸イオンの生成など、様々な化学反応メカニズムを明らかにした。以上、目的としていた方法論を開発し、水の関わる種々の分子間相互作用を明らかにした。

为了了解溶液中的化学过程，统计和量子化学是控制现象的基本原理。在此背景下，获得了以下结果。 1。在统计处理结构波动的类似方法中，有效地将相互作用远离1-4的相互作用并不容易。在本期研究中，一些蒙特卡洛方法成功地开发了一种新的统计理论，该理论可以应用于由足够长的亚麻分子组成的液体系统。 N-Arkan的计算结果很好地再现了已知的布置。目前，结果正在为学术杂志准备帖子。 2。去年开发的量子化学计算结果实际上以各种方式应用于系统。（1）将系统的所有能量分配到构型原子及其对的方法与从头算蒙特卡洛结合使用到水体系统上。与光谱实验获得的结果相比，证实该法律可以正确地描述系统。（2）使用一种基于共振结构的非经验分子轨道法获得的电子状态进行了簇中的分子和水溶液的电子状态。 3。我们成功地开发了可以基于3D-rism方法（这是液体理论之一）与高效率平行的方法。在这种方法中，阐明了各种蛋白质分子中水的分布结构及其内部。 4。揭示了各种化学反应机制，例如黄素黄油酶的氧化过程和在水中产生碳酸氢盐离子。上面，我们开发了我们形成的方法，并阐明了与水相关的各种互相互作用。