気相モデルクラスターによる生体分子および水における半結合形成の解明

使用气相模型簇阐明生物分子和水中的半键形成

基本信息

  • 批准号:
    21H04671
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 24.04万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-05 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

水が半結合を形成する条件を探るために、(H2O-X)+ラジカルカチオンクラスターの赤外スペクトルをイオン化ポテンシャル、プロトン親和力が異なる様々なX分子との組み合わせで観測し、ラジカルカチオンクラスターの構造と2分子間の結合形態を決定した。X分子のイオン化ポテンシャルが水分子に近づけば半結合の強度が増強され、プロトン親和力が大きくなるとH2O+と水素結合により結ばれる構造が有利になると予想される。X=N2, CO, CO2, N2Oの組み合わせで新規にOH伸縮振動領域の赤外スペクトル観測を行い(X=N2O,CO2に関しては先行研究での不確定さを排した再測定)、MP2法(一部密度汎関数法)による安定構造計算及び調和振動計算結果と比較して、観測されたラジカルカチオンクラスターの構造を決定した。その結果、X=N2O, COで半結合が、X=N2, CO2で水素結合型が優勢となることが明らかとなった。既報のX=He, Ne, Ar, Kr, H2Oの結果と併せて、相手分子Xのイオン化ポテンシャル-プロトン親和力の2次元プロット内で水との半結合が水素結合よりも安定となる領域を確定した。その結果、相手X分子のプロトン親和力が水のそれよりも低く、かつイオン化ポテンシャルが水とは1.5eV以内の近接値を取ることが水素結合構造との競合に勝って半結合形成が実際に起きるための条件となることが分かった。更にこの領域内にも特異点が観測され、X分子のイオン化ポテンシャルだけでなく非結合性軌道の張り出し具合が半結合強度に影響を及ぼすことが、量子化学計算の結果から示唆された。
A half water が combining を す る conditions を agent る た め に, (H2O - X) + ラ ジ カ ル カ チ オ ン ク ラ ス タ ー の red outside ス ペ ク ト ル を イ オ ン change ポ テ ン シ ャ ル, プ ロ ト ン が different affinity な る others 々 な X molecular と の group み close わ せ で 観 し, ラ ジ カ ル カ チ オ ン ク ラ ス タ ー の tectonic と 2 intermolecular の combination form を decided し た . X molecular の イ オ ン change ポ テ ン シ ャ ル に が water molecules near づ け ば half combining の strength が raised strong さ れ, プ ロ ト ン affinity が big き く な る と H2O + と water element combination に よ り knot ば れ る structure が favorable に な る と to think さ れ る. X=N2, CO, CO2, N2O の group み close わ せ で new rules の に OH stretching vibration field outside the red ス ペ ク ト ル 観 measuring line を い (X = N2O and CO2 に masato し て は leading research で の uncertain さ を row し た again determination), MP2 method (a generic masato number density method) に よ る stability and structural calculation and び harmonic vibration calculation results と し て, 観 さ れ た ラ ジ カ ル カ チ オ ン The construction of を determines the た. そ の results, X = N2O and CO で half が, X = N2, CO2 で water element combination type が advantage と な る こ と が Ming ら か と な っ た. Is の X = He, Ne and Ar, Kr, H2O の results と and せ て, hand molecular X の イ オ ン change ポ テ ン シ ャ ル - プ ロ ト ン の 2 dimensional affinity プ ロ ッ ト で water in と の half combining が water element combined with よ り も settle と な る field を determine し た. そ の results, hand X molecular の プ ロ ト ン が water affinity の そ れ よ り も low く, か つ イ オ ン change ポ テ ン シ ャ ル が water と は within 1.5 eV の nearly by numerical を take る こ と が water element combination と の co-opetition に wins っ て half form が be interstate に up き る た め の conditions と な る こ と が points か っ た. More に こ の field に も specific point が 観 measuring さ れ, X molecular の イ オ ン change ポ テ ン シ ャ ル だ け で な く non associative orbiting し の zhang り influence を all が half に intensity and ぼ す こ と が, quantum chemical calculation results の か ら in stopping さ れ た.

项目成果

期刊论文数量(52)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
ノナン・水クラスターにおけるOH・・・C水素結合の分光学的観測
壬烷-水簇中 OH...C 氢键的光谱观察
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    松田欣之;安本凌;伊藤拓馬;上野宗真;藤井朱鳥
  • 通讯作者:
    藤井朱鳥
Infrared spectroscopy and theoretical structure analyses of protonated fluoroalcohol clusters: the impact of fluorination on the hydrogen bond networks
质子化氟代醇簇的红外光谱和理论结构分析:氟化对氢键网络的影响
  • DOI:
    10.1039/d2cp01300b
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Takahiro Shinkai;Po-Jen Hsu; Asuka Fujii; Jer-Lai Kuo
  • 通讯作者:
    Jer-Lai Kuo
[H2O-Xn]+ (X=CO, CO2, N2)ラジカルカチオンクラスターの赤外分光:水ラジカルカチオンのプロトン移動と半結合の競合
[H2O-Xn]+ (X=CO, CO2, N2) 自由基阳离子簇的红外光谱:质子转移和水自由基阳离子半键之间的竞争
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    小湊瑞央;藤井朱鳥
  • 通讯作者:
    藤井朱鳥
プロトン付加環状アルコールクラスターの水素結合構造の赤外分光研究
质子化环醇簇氢键结构的红外光谱研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    新海孝洋;藤井朱鳥;Hsu Po-Jen;Kuo Jer-Lai
  • 通讯作者:
    Kuo Jer-Lai
ジメチルスルフィドアニオンの配座異性化におけるミクロ溶媒和の影響
微溶剂化对二甲硫阴离子构象异构化的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    前山俊彦;菅原響葵;藤井朱鳥
  • 通讯作者:
    藤井朱鳥
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