权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Development of Intramolecular Polarization Determination Method Using Electron Scattering and Quantum Chemical Calculations

利用电子散射和量子化学计算开发分子内极化测定方法

基本信息

批准号：
22K19296
负责人：
安永卓生
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

結晶構造解析の手法として、Ｘ線結晶構造解析が広く用いられてきた。電子線結晶構造解析は，これまで試料損傷、傾斜角の制限、ドリフトなどの問題からあまり用いられて来なかった。近年、micrcoEDという低電子線量で行う、試料損傷を押さえて、小さい結晶から構造解析する手法が注目されている。microEDなどの電子線回折を用いた結晶構造解析では、一般的に、構造精密化を行う際にＸ線結晶構造解析に用いるプログラムを流用している場合が多い。しかし、Ｘ線回折では光子が試料の電子雲と相互作用することから、解析の結果として電子密度が得られるのに対して、電子線回折では、照射電子は試料の原子核や電子の分布由来のクーロン力と相互作用し、回折からは静電ポテンシャルが得られることになる。このとき、静電ポテンシャルは試料の電子状態をより反映してくるため、Ｘ線では考慮されない電子状態を考慮した構造精密化が可能である。本研究では、アセトアミノフェンをテスト試料として、microED・電子線回折法において、量子化学計算を用いて電子状態を考慮した構造精密化手法を提案し、電子状態の解明を目的とした。ここまでの研究成果として、電子密度及び静電ポテンシャルから，Ｒ因子をもとに比較することで、電子回折を利用した構造解析では、電子状態をより反映する静電ポテンシャルで行われるべきであることを示唆した。さらに、Ｘ線用アルゴリズムで精密化したモデルを初期モデルとして、水素分子の位置や強度補正などのモデル更新を行い、Ｒ因子から、構造信頼性が向上が示された。また、精密化構造から対象分子が持つ電子状態が示すことに成功している。本研究は、電子回折を用いた構造解析の精密化において、量子化学の情報を加え、信頼性の高い構造を計算する手法であり、物質の構造及び反応性をより詳細に提供し、生化学研究や創薬分野に対して貢献できる。

The method of crystal structure analysis and X-ray crystal structure analysis are widely used. Electron line crystal structure analysis, such as sample damage, tilt angle limit, and other problems. In recent years, micrcoED and low electron flux, sample damage, and structural analysis methods have attracted attention. MicroED is used for electron beam reflection, crystal structure analysis, general structure analysis, structure refinement, X-ray crystal structure analysis, etc. X-ray reflection results in electron cloud interaction between photons and sample, electron density and electron density, electron ray reflection, electron interaction between irradiated electrons and sample nuclei, electron distribution and electrostatic interaction. The electronic state of the sample is reflected in the electrostatic field, and the electronic state of the sample is considered in the X-ray field. In this study, the electron state of quantum chemistry calculation was considered, and the electron state of quantum chemistry calculation was proposed. The results of this research are as follows: electron density and electrostatic properties, R factor, electron reflection, structure analysis, electron state reflection, electrostatic properties, etc. In addition, the X-ray application is refined, the initial phase is refined, the position and intensity of water molecules are corrected, the phase is updated, the R factor is changed, and the structural reliability is displayed upward. The precision structure of the molecule is shown in the electronic state. This study provides detailed contributions to the refinement of structural analysis for electron reflection, the enhancement of information in quantum chemistry, the calculation of high structural reliability, the structure and reflectivity of substances, and the innovation of biochemical research.