第一原理分子動力学法の反応経路地図解析と励起ダイナミクスへの展開

使用第一原理分子动力学方法分析反应路径图并开发激发动力学

基本信息

  • 批准号:
    18J20856
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.79万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2018-04-25 至 2021-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

固有反応座標(IRC)はポテンシャルエネルギー曲面(PES)において反応物、遷移状態構造、生成物を結ぶ最小エネルギー経路であり、IRCに沿った構造変化やエネルギー変化から化学反応に関する直観的描像が得られる。近年、反応経路自動探索法により複数の異性体がIRCで結ばれた反応経路地図が構築され、反応機構解析へと展開されている。しかし、実際の分子系は運動量を持って反応するためダイナミクスの効果も重要である。経験的なパラメータを必要としないab initio分子動力学法は運動量が考慮された動的反応過程を与えるが、膨大な時系列データであるため恣意性なしに反応に関与する情報を抜き出すことは困難であった。PES上のエネルギー的に重要な領域である反応経路地図上で反応ダイナミクスを表現できれば、複雑な動的反応過程を複数のIRCを参照しながら解析可能になる。昨年度までに、多次元データ縮約法(古典的多次元尺度構成法)による化学反応空間の可視化に取り組み、反応ダイナミクスを表現するための舞台を構築してきた。本年度は可視化された反応空間へ動的反応過程を埋め込む方法論を整備し、二分子衝突反応や金5量体の分岐反応、異性化反応へ適用することで、従来の反応ダイナミクス解析では見落とされていたIRCから他のIRCへ乗り移るようなIRC-jump過程を見出した。特に金5量体の分岐反応では、IRC-jumpによって到達可能な生成物領域が決定づけられることを明らかにした。さらに当該年度では、本手法をcis-スチルベンの光化学反応解析へ拡張した。本研究では、基底状態及び励起状態PESにおける重要な座標領域を含む多状態反応空間を構築し、光励起後から基底状態へ失活するまでの動的反応過程を可視化した。これにより、本手法は励起状態ダイナミクスと基底状態への失活ダイナミクスを包括的に議論可能なツールであることが実証された。
Intrinsic Inverse Coordinates (IRC): Inverse objects, transition state structures, product structures, minimum life cycle paths, IRC: structural transformations, life cycle transformations, chemical reactions, and direct image generation. In recent years, anti-channel automatic search method has been used to construct anti-channel structure and anti-channel mechanism analysis. In fact, the molecular system is very important in terms of the amount of movement. Molecular dynamics method is necessary to consider the kinetic reaction process, expansion time series and information. The important domain of the PES is the inverse cycle. The inverse cycle is represented by the inverse cycle. The inverse cycle is referred to by the IRC. In the past year, the multi-dimensional structure (classical multi-dimensional structure method) was used to construct the stage for visualization of chemical reaction space. This year, the methodology for visualizing the inverse spatial motion process was developed, and the two-molecule collision analysis was applied to the analysis of the inverse spatial motion process. Special gold 5 volume of divergence, IRC-jump, to reach the possible product field, to determine the future of the future In the meantime, this method has been applied to the analysis of photochemical reactions. In this study, the important coordinate fields of PES, substrate state and excitation state, including multi-state reflection space, are constructed, and the dynamic reflection process after excitation is visualized. This method is based on the excitation state, the inactivation state, and the discussion of the possible activation state.

项目成果

期刊论文数量(34)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A Report of the Science Experimental Lecture at Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University: pH Measurement Experiment Using Paper Device
冲绳科学技术大学院大学科学实验讲座报告:使用纸装置的pH测量实验
  • DOI:
    10.14943/92750
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    彦樺;愉; 雄士;小松; 優華;文野; 拓朗;堤; 雄大;小川;
  • 通讯作者:
    小川;
How to visualize chemical reaction pathways into 2-dimensional space: methodology and application
如何将化学反应路径可视化到二维空间:方法和应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Takuro Tsutsumi;Yuriko Ono;Zin Arai;Tetsuya Taketsugu;
  • 通讯作者:
    Tetsuya Taketsugu;
多次元尺度構成法に基づく固有反応座標および反応経路ネットワークの可視化
基于多维尺度的内在反应坐标和反应路径网络可视化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    堤 拓朗;小野ゆり子;荒井 迅;武次徹也
  • 通讯作者:
    武次徹也
Visualization of the Dynamics Effect: Projection of on-the-Fly Trajectories to the Subspace Spanned by the Static Reaction Path Network
  • DOI:
    10.1021/acs.jctc.0c00018
  • 发表时间:
    2020-07-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Tsutsumi, Takuro;Ono, Yuriko;Taketsugu, Tetsuya
  • 通讯作者:
    Taketsugu, Tetsuya
Visualization technique of dynamical reaction pathways: application to non-IRC pathways of SN2 reaction
动态反应途径可视化技术:在SN2反应非IRC途径中的应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Takuro Tsutsumi;Yuriko Ono;Zin Arai;Tetsuya Taketsugu;
  • 通讯作者:
    Tetsuya Taketsugu;
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堤 拓朗其他文献

実験考古学的手法に基づく縄文原体の素材研究
基于实验考古方法的绳文原始材料研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    堤 拓朗;小野ゆり子;荒井 迅;武次徹也;高野紗奈江;高野紗奈江
  • 通讯作者:
    高野紗奈江
縄文原体
绳文原版
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    堤 拓朗;小野ゆり子;荒井 迅;武次徹也;高野紗奈江
  • 通讯作者:
    高野紗奈江
反応空間投影法(ReSPer):次元縮約反応空間に基づくトラジェクトリ解析
反应空间投影法(ReSPer):基于降维反应空间的轨迹分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Oda Kohei;Tsutsumi Takuro;Keshavamurthy Srihari;Furuya Kenji;Armentrout P. B.;Taketsugu Tetsuya;堤 拓朗
  • 通讯作者:
    堤 拓朗
広域に分布する堀之内式系土器の実態-近畿地方を中心に-
堀之内陶器广泛分布的实际情况 - 以近畿地区为中心 -
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    堤 拓朗;小野ゆり子;荒井 迅;武次徹也;高野紗奈江;高野紗奈江;高野紗奈江;高野紗奈江
  • 通讯作者:
    高野紗奈江
縄文原体からわかること-近畿・中国地方の事例研究-
我们可以从绳文原著中学到什么 - 近畿和中国地区的案例研究 -
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    堤 拓朗;小野ゆり子;荒井 迅;武次徹也;高野紗奈江;高野紗奈江;高野紗奈江;高野紗奈江;高野紗奈江;高野紗奈江
  • 通讯作者:
    高野紗奈江

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  • 通讯作者:
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低次元ポテンシャルエネルギー面に基づく反応動力学解析法の開発と光化学反応への応用
基于低维势能面的反应动力学分析方法发展及其在光化学反应中的应用
  • 批准号:
    22K14640
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.79万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

相似海外基金

位相的データ解析による反応経路地図の特徴量抽出と反応性比較・分類・予測への応用
使用拓扑数据分析进行反应路径图的特征提取并应用于反应性比较、分类和预测
  • 批准号:
    23K26608
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 1.79万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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