結晶環境下の分子構造最適化法による分子認識機構の解明と結晶内反応経路への応用

晶体环境中分子结构优化方法阐明分子识别机制及其在晶内反应途径中的应用

• 批准号: 07231220
• 负责人: 今村 詮
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Hiroshima 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07231220/
• 关键词: エネルギー勾配法; 構造最適化; 高分子鎖間水素結合; S・SCF法; キトサン; 分子認識

われわれは、結晶環境下の分子構造最適化のためのS-SCF法を提唱し、いくつかの系に適用し、その信頼性の高いこと、および応用性の広いことを明らかにしてきている。本研究課題においては、このS-SCF法を分子認識機構の解明に応用する第一段階として、水素結合系への適用を試みた。すなわち生理活性を有することが知られている多糖類の一種であるキトサンの構造が、キトサンの高分子鎖間水素結合にどのように支配されているかを調べた。すなわち、まずキトサンのグルコース骨格の二重体を考え、その分子構造をエネルギー勾配法によって最適化した。その結果は、二個のグルコース環をつなぐ部分の二面体角を除いて、ほぼ実験値と一致した。しかし、上述の二面体角は、X線回折によって実験で得られている値と大きくずれていることがわかった。この原因は明らかに、キトサンの高分子鎖間水素結合に対応する二量体の水素結合の効果を無視していることによると考えられる。そこで、二個のグルコース環をつなぐ部分の二面体角を実験値と同じ値にして、その二面体角に対応する部分の力を計算したところ、かなり大きい力が残っていることがわかった。この系に、順次水素結合をさせてどの水素結合が、もっともその力を小さくさせるかを調べたところ、当該二面体角の近くの二個の水素結合が重要な役割を果していることがわかった。今後、この方法をより一般化して、分子認識機構へ応用する予定である。

The S-SCF method for molecular structure optimization in crystalline environment is suitable for high reliability and high usability. This study is aimed at exploring the application of S-SCF method in understanding molecular mechanisms. A kind of polysaccharide which has physiological activity is regulated by the structure of the polymer chain and the binding of water between the polymer chains. The molecular structure of the complex is optimized by molecular matching method. The result is that the dihedral angle of the two rings is divided into two parts, and the value of the ring is consistent. The above dihedral angle and X-ray reflection can be used to calculate the value of the dihedral angle. The reason for this is that the effect of water binding between two molecules is ignored. The calculation of the force of the dihedral angle of the two rings is based on the calculation of the force of the two rings. This is a system of sequential water element binding, and when the dihedral angle is close to the two water element binding, the effect is important. In the future, this method will be generalized, and the molecular recognition mechanism will be used to determine.

项目成果

Y. Sugihara, R. Miyatake I. Murata, A. Imamura: "5-Methyl-1-phenylpyrrolo【3, 4-d】borepin: a Polarized Aromatic Molecule" J. Chem. Soc., Chem. Commun.,. 1995. 1249-1250 (1995)

Y. Sugihara、R. Miyatake I. Murata、A. Imamura：“5-甲基-1-苯基吡咯并【3, 4-d】硼氢化物：一种极化芳香族分子”J. Chem. Soc.，Chem. 1995.1249-1250 (1995)

M.Mitani,A.Imamura: "Electronic Structures of Large,Extended,Nonperiodic Systems by Using the Elongation Method,Model Calculations for the Cluster Series of a Polymer..." Int.J.Quantum Chem.,. 54. 167-196 (1995)

M.Mitani，A.Imamura：“使用伸长法的大型、扩展、非周期系统的电子结构，聚合物簇系列的模型计算......”Int.J.Quantum Chem.，。

Y.Kohno,K.Ueda,A.Imamura: "Molecular Dynamic Simulations of Initial Decomposition Process on the Unique N-N Bond on Nitramines in the Crystalline State" J.Phys.Chem.,. 100(in press). (1996)

Y.Kohno，K.Ueda，A.Imamura：“结晶态硝胺上独特的 N-N 键初始分解过程的分子动力学模拟”J.Phys.Chem.,。

Y. Aoki, A. Imamura: "An analytical Buckel-type approach to the relationship between Peierls instability in polyenes and interchain interaction" J. Chem. Phys.,. 103. 9726-9737 (1995)

Y. Aoki，A. Imamura：“一种分析 Buckel 型方法来研究多烯 Peierls 不稳定性与链间相互作用之间的关系”J. Chem。

M. Mitani, A. Imamura: "A general quantum chemical approach to study the locally perturbed periodic systems: A new development of the ab initio crystal elongation method" J. Chem. Phys.,. 103. 663-675 (1995)

M. Mitani，A. Imamura：“研究局部扰动周期系统的通用量子化学方法：从头算晶体伸长方法的新发展”J. Chem。