高周期元素とナノ柔構造の特性を利用した分子構築の理論と計算

利用高周期元素和纳米柔性结构特性的分子构造理论与计算

• 批准号: 15036266
• 负责人: 永瀬 茂
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15036266/
• 关键词: 高周期典型元素; 遷移金属; ナノ構造; 分子認識; 金属内包フラーレン; 並列計算

(1)高周期14族典型元素と6族遷移金属元素のすべての組み合わせについて、(η^5-C_5H_5)(CO)_2M≡ER(E=Si, Ge, Sn, Pb ; M=Cr, Mo, W)の構造と結合特性を明らかにした。三重結合力は、EがSi→Ge→Sn→Pbとなると弱くなり、MがC_<60>r→Mo→Wとなると強くなり、Si≡Wが最大の値をもつ。最高周期元素の鉛の三重結合は未だに知られていないが、(η^5-C_5H_5)(CO)_2M≡PbRでは鉛は明確な三重結合を遷移金属と形成する。また、ケイ素やゲルマニウムを骨格にもつ多面体クラスターの遷移金属ドープによるホモ芳香族安定化を明らかにした。(2)ホスト分子とゲスト分子の弱い相互作用の本性を明らかにするために、レソルシナレーンのアルコール類の分子認識能を取り上げて、CH/π相互作用の高精度な理論計算を行った。従来の解釈とは異なり、CH/π相互作用は安定化には大きく寄与するが、分子認識には直接的な役割を果たさず、溶媒などとの協同的な相互作用が重要なことを明らかにした。(3)フラーレンに内包された金属の回転運動はon-offスイッチとしての応用が期待される。La_2@C_<80>では2個のLa原子はLa^<3+>カチオンになりC_<80>^<3->内部を三次元的にランダムに高速回転しているが、ジシリランなどの有機ケイ素分子で化学修飾すると、C_<80>の胴体周りの平面内での二次元回転になることを理論計算より見いだした。また、N@C_<60>やP@C_<60>のN原子とP原子上のスピン密度も有機ケイ素分子の化学修飾によって制御できることを見いだした。(4)Semi-InCore法を開発して、巨大な分子の電子状態の超並列高速計算を実現した。これは、現在の多くの汎用分子軌道プログラムでは、CPUの数が5-8で並列計算の効率が落ちるのと対照的である。

(1)The structural association characteristics of (η^5-C_5H_5)(CO)_2M = ER(E=Si, Ge, Sn, Pb ; M=Cr, Mo, W) are also discussed. Triple binding force: E Si→Ge→Sn→Pb, M C_<60>r→Mo→W, Si W (η^5-C_5H_5)(CO)_2M = PbR. Lead is the most important element in the formation of transition metals. The first step is to stabilize the aromatic group. (2)A high-precision theoretical calculation of the molecular cognitive energy of the weak interaction between molecules and molecules is carried out. The future solution is different, CH/π interaction is stable, molecular understanding is direct, solvent and synergistic interaction is important. (3)The movement of metal in the inner layer is on-off and expected to be used. La_2@C_2,2 <80>La atoms in La^&lt;3+&gt; C_<80>2,3 <3->La atoms <80>in The density of N <60><60>atoms and P atoms in organic molecules can be determined by chemical modification. (4) Semi-in-Core method is developed and ultra-parallel high-speed calculation of electronic state of giant molecules is realized. The number of CPUs is 5-8, and the efficiency of parallel calculations is 5-8.

项目成果

T.Wakahara: "A Comparison of the Photochemical Reactivity between N@C_<60> and C_<60>: Photolysis with Disilirane"Chem.Commun.. 2940-2941 (2003)

T.Wakahara：“N@C_<60> 和 C_<60> 之间光化学反应性的比较：用二硅烷进行光解”Chem.Commun.. 2940-2941 (2003)

M.T.H.Liu: "The Effect of Substituents on the Thermal Decomposition of Diazirines : Experimental and Computational Studies"J.Org.Chem.. 68. 7471-7478 (2003)

M.T.H.Liu：“取代基对二氮丙啶热分解的影响：实验和计算研究”J.Org.Chem.. 68. 7471-7478 (2003)

K.Kobayashi: "La_2@C_<80>: Is the Circular Motion of Two La Atoms Controllable by Exohedral Addition ?"Chem.Phys.Letl.. 374. 562-566 (2003)

K.Kobayashi：“La_2@C_<80>：两个 La 原子的圆周运动可以通过外面加成控制吗？”Chem.Phys.Letl.. 374. 562-566 (2003)

S.Re: "How is the CH/π Interaction Important for Molecular Recognition?"Chem.Commun.. (印刷中).

S.Re：“CH/π 相互作用对于分子识别有何重要意义？”Chem.Commun.（正在出版）。

Z.Chen: "Spherical Sila- and Germa-Homoaromaticity"J.Am.Chem.Soc.. 125. 15507-15511 (2003)

Z.Chen：“球形 Sila- 和 Germa-Homoaromaticity”J.Am.Chem.Soc.. 125. 15507-15511 (2003)