化学動力学を用いた触媒反応過程に関する研究

利用化学动力学研究催化反应过程

• 批准号: 12042243
• 负责人: 吉澤 一成
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kyushu University (2001)Kyoto University (2000)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12042243/
• 关键词: 密度汎関数法; 化学動力学; メタンモノオキシゲナーゼ; シトクロームP450; 触媒; 酵素; 金属酵素

本研究では、触媒反応や酵素反応に関して密度汎関数法を用いて化学動力学的研究を行った。具体的には以下の研究を行った。アルカンを常温常圧でアルコールに変換するシトクロームP450とメタンモノオキシゲナーゼは、それぞれヘム活性サイトと非ヘム鉄2核活性サイトを有する。これらの酵素の構造と反応性を解明するために、密度汎関数法を用いた理論的解析を行った。その結果アルカンから水素引き抜きが起こり、中間体を経て最終的にアルコールを含む鉄錯体を形成することを明らかにした。これらの反応機構は気相中で起こる裸の鉄オキソ種とメタンとの反応機構から得られる知見と一致する。さらにシトクロームP450の反応について化学動力学数法を用いた理論的解析を行った。とくに反応座標に沿って微少な運動量を分子系に与えたときにどの程度の時間で素反応が進行するかを明らかにし、ラジカルクロック実験によって求められているラジカル寿命との関連について考察を行った。理論化学の立場から酵素機能の解明を行う研究はこれまでにあまりなされていなかったが、本研究で理論化学的手法がこの種の反応機構研究の主力となりうることを示したことは意義深いと思われる。

In this study, the density domain method was used to study the chemical kinetics of catalytic and enzymatic reactions. Specific research is conducted on the following topics. The temperature of the reactor is normal, the temperature of the reactor is normal, and the temperature of the reactor is normal. The temperature of the reactor is normal. The structure and properties of these enzymes are analyzed by density function method. As a result, the formation of iron complexes in the intermediate phase was investigated. The reaction mechanism of the two sides of the tube is not only transparent, but also transparent. The chemical kinetics method was used to analyze the reaction of P450. The molecular system of motion and the degree of motion of the object are related to the time of motion. The position of theoretical chemistry is to explain the function of enzymes. The method of theoretical chemistry is to study the main body of enzymes.

项目成果

K.Yoshizawa: "A Theoretical Study of the dynamic behavior of alkane hydroxylation of a compound I model of cytochrome P450"J. Am. Chem. Soc.. 123. 9806-9816 (2001)

K.Yoshizawa：“细胞色素 P450 化合物 I 模型烷烃羟基化动态行为的理论研究”J。

K.Yoshizawa: "Regioselectivity in 2-methylbutane hydroxylation mediated by FeO^+ and FeO^<2+>"Organometallics. 20. 1397-1407 (2001)

K.Yoshizawa：“FeO^ 和 FeO^2 介导的 2-甲基丁烷羟基化的区域选择性”有机金属化合物。

K.Yoshizawa: "A theoretical study of alcohol oxidation by ferrate"J.Org.Chem.. 66. 4122-4131 (2001)

K.Yoshizawa：“高铁酸盐氧化酒精的理论研究”J.Org.Chem.. 66. 4122-4131 (2001)

K.Yoshizawa: "Mechanism for the H_2CO to HCOOH and the HCOOH to CO_2 conversion by an Iron-Oxo Species"J.Phys.Chem.A. 106. 621-630 (2002)

K.Yoshizawa：“铁氧化物质将 H_2CO 转化为 HCOOH 以及将 HCOOH 转化为 CO_2 的机制”J.Phys.Chem.A。

K.Yoshizawa: "Role of molecular distortions in the spin-orbit coupling between the singlet and triplet states of the 4π systems"J.Chem.Phys.. 115. 9243-9254 (2001)

K. Yoshizawa：“分子畸变在 4π 系统单重态和三重态之间的自旋轨道耦合中的作用”J.Chem.Phys.. 115. 9243-9254 (2001)