溶液反応におけるｐＨ依存特性の計算化学的解明－溶媒和構造と吸収スペクトル変化－

溶液反应中 pH 依赖性特性的计算化学阐明 -溶剂化结构和吸收光谱变化 -

• 批准号: 13J10163
• 负责人: 北村 勇吉
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J10163/
• 关键词: 定pH法; pH依存性; 解析的ヘシアン; 振動双解析法; 溶媒和構造; 振動スペクトル; 解析的ヘシアシ; 振動数シフト; 振動モード

今年度は、環境のpH条件を考慮した分子シミュレーション手法であるpH法を改良し、複数の小分子からなる系に適した新規手法の提案および開発を行った。従来法では、プロトン化状態を遷移させるアプローチとして離散的方法と連続的方法が提案されてきた。離散的方法は、プロトン化状態から脱プロトン化状態を一度に遷移させることによって、系に大きな影響を与えることが指摘されていた。特にこの影響は溶媒分子まであらわな分子として扱う場合では顕著であり、系を平衡化するために長いシミュレーションステップが必要となることが報告されている。一方、この問題を解消する方法として連続的方法の１つであるλ－ダイナミクス法が提案されているが、この手法では原理的に滴定サイト数Nに対して2のN乗の計算コストが必要であるという欠点がある。そのために、非静電相互作用を無視するなどの近似的取り扱いが採用されてきた。また、どちらの方法においても状態遷移に伴う人工的なエネルギー変動は、熱浴へと吸収させることで解消している。これらの問題を解決するために、この状態変化を緩和するより良いスキームの可能性を考察した結果、局所的なエネルギー最小化計算を適宜行うことによって、系の全エネルギーへの影響を著しく小さくすることが可能となることを示すことができた。また、このスキームの導入によって離散的なプロトン化状態遷移手法を採用することが可能となり、滴定サイトをもつ分子を複数を含む系においても滴定サイト数Nに対して依存しない効率的な遷移イベントを実現することが可能となった。また、従来無視されることがあった非静電相互作用の寄与についても考慮することができた。今回開発された環境中pH条件を考慮する分子動力学シミュレーション手法は、平衡分布変化や化学反応に与える水素イオン濃度依存性を取り扱うための一般的な方法論として、有益なものであると考えられる。

This year, the pH conditions of the environment are taken into consideration, and the molecular シミュレーション technique and the pH method are used. Improved small molecules, plural small molecules, and new regulations and techniques are proposed. The method of deriving and transforming the state is a discrete method and a proposed method of converting it into a state. Discrete method, decontamination of state, deconvolution of state, and migration of one degreeせることによって, 合大きな Impact を and えることがPoint out されていた. Special influence on the solvent molecule and the molecule of the molecule on the specific occasion. Henghua するために长いシミュレーションステップがとなることが report されている. One side, the method of solving the problem and the method of solving the problem, the method of solving the problem, the method of solving the problem, the proposal of the method of solving the problem, and the method of solving the problem. , このtechnique and では principle of に titration サイト number Nに対して2のN multiplication のcalculation コストが であるという owes a point がある.そのために、Non-electrostatic interaction is ignored and するなどの is approximated by り扱いが using されてきた.また, どちらのmethod においてもstate transfer に accompanying うartificial なエネルギー変动は, hot bath へとabsorption させることでsolution している. The solution to the problem and the possibility of the state change and alleviation are the results of the investigation and the situation of the situation is the most Minimize calculations are suitable for the operation of the system and the system of the system.を出しく小さくすることがpossibleとなることをshow すことができた.また, このスキームの Import によって Discrete なプロトン state transition technique を adopt することがpossible となり, titration サイトをもつ分子をpluralをcontainingむsystemにおいても titrationサイトnumberNに対してdependenceしないefficient なmigration イベントを実appears することがpossibleとなった. Ignore the non-electrostatic interaction and consider the non-electrostatic interaction. This time, we will consider the pH conditions in the environment, the molecular dynamics method, the equilibrium distribution change method, and the chemical reaction. The concentration dependence of に and えるWater element イオンをtake り扱うためのgeneral なmethodology として, beneficial なものであると考えられる.

项目成果

溶液中振動スペクトルに対する双振動解析手法の開発

溶液中振动谱孪生振动分析方法的发展

• 发表时间: 2014
• 作者: 北村勇吉;竹中規雄;小谷野哲之;長岡正隆
• 通讯作者: 長岡正隆

Dual approach to vibrational spectra in solution: Microscopic influence of hydrogen bonding to the state of motion of glycine in water

溶液中振动光谱的双重方法：氢键对水中甘氨酸运动状态的微观影响

• DOI: 10.1021/ct500235a
• 发表时间: 2014
• 期刊: J. Chem. Theor. Comput.
• 作者: Y. Kitamura;N. Takenaka;Y. Koyano;M. Nagaoka
• 通讯作者: M. Nagaoka

Quantum Modeling of Complex Molecular Systems

复杂分子系统的量子建模

• 发表时间: 2015
• 作者: Hideaki Takahashi;Nobuyuki Matubayasi
• 通讯作者: Nobuyuki Matubayasi