セルロ-ス誘導体や,糖質中の水の計算機シミュレ-ション

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ブドウ糖や果糖などの糖類について,熱分析を行い糖質と水との相互作用を計算して検討した。また,分子動力学法,分子軌道法などによって,構造(2体相関関数,動径分布関数,最近接分子数など),熱力学量(エネルギ-など)を計算した.得られた結果の主な点は以下のとおりである.1)ブドウ糖は0.65gーH_2O/gーglucose(60.6%水溶液)および2.0gーH_2O/gーglucose(33.1%水溶液)のとき,束縛水はそれぞれ41.1%,64.6%であり,このときの水の配位数はそれぞれ2.7,13.1であった.また,不凍水は,それぞれ58.9%,35.4%であり,このときの水の配位数はそれぞれ3.8,7.1であった.2)果糖は0.70gーH_2O/gーglucose(58.8%水溶液)のときの束縛水,不凍水は,それぞれ37.3%,62.7%であり,このときの水の配位数はそれぞれ2.6,4.4であった。3)本実験水溶液の濃度範囲では,ブドウ糖水溶液より果糖水溶液のほうが,水がより構造化されていることすなわち,ブドウ糖と水の相互作用より,果糖と水の相互作用のほうが,大きいことがわかった.4)リボスの全エネルギ-と結合エネルギ-を分子軌道CNINDO法(P.A.Dobosh作,木原寛変換)によって計算すると,それぞれー130.lev,ー7.6evであった.5)水の全電子エネルギ-と核間反発エネルギ-は,分子軌道Ab initio(北浦らのIMSPACK使用)法で,STO3G基底を用いて計算した結果は,それぞれー2279.5eV,239.8eVであり,実験値のー2081.0eV,250.2eVと近い値であった.また,水の分子動力学法(河村のMXDORTO法使用)による計算では,水の最近接分子数は4で実験値の4.4に近かった.また,293°K,圧力1気圧のときの内部エネルギ-はー1119.7Jであった.