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J-GLOBAL ID：201102229208833950   整理番号：11A1025121

化学反応経路の自動探索

Automated Exploration of Chemical Reaction Pathways

著者 (2件)： 大野公一 (豊田理化学研究所) ,  前田理 (京都大学 次世代研究者育成センター・福井謙一記念研究センター)
資料名： Molecular Science (Web)  (Molecular Science (Web))
巻： 5  号： 1  ページ： A0042 (J-STAGE)  発行年： 2011年 
JST資料番号： U0074A  ISSN： 1881-8404  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 文献レビュー  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 化学の世界において「何が可能で何が不可能か(化学の可能性)」は,既知物質や既知現象の多様性を遥かに凌駕する膨大な規模で未解明のまま眠っているはずである。したがって,化学の基本問題を解決して行けば,化学の未到領域に踏み込んで人類の新しい夢を切り拓くきっかけが必ず得られるものと期待できる。これまでに進めてきた化学反応経路自動探索法(GRRMプログラム)の開発について,探索アルゴリズムの要点を述べるとともに,主な応用についてふれ,最後に関連分野の今後について展望した。化学反応経路の自動探索は,立体ダイナミクスの研究途上のふとしたことをきっかけにして,それまで不可能とみなされてきたことが,可能になり始めたものであり,これによって,未知の化学に通じる扉を開くことができた。原子系のポテンシャル超曲面は3N-6次元の自由度があり,そのどこに化学的に意味のある安定構造や遷移構造があるかをサンプリングして調べるのでは宇宙の年齢(137億年)をはるかに超える時間がかかるため事実上不可能であった。ポテンシャルの谷底に位置する安定平衡点に立って周囲を見渡すと,3N-6個の基準振動モードに沿った2次微分の曲率(振動数の自乗に比例)が,振動モードによって異なることが見えるであろう。そのすべてのモードが同じ曲率に見えるように座標変換すると,ポテンシャルの非調和性の異方性が浮き彫りになり,非調和下方歪み(ADD)の大きい方向が,化学反応経路の入り口として見えてくる。このADDを化学反応の進路を指し示す羅針盤として活用することにより,化学反応経路の自動探索が可能になった。

シソーラス用語： *化学反応 ,  *反応経路 ,  *探索問題 ,  アルゴリズム ,  基準振動 ,  ポテンシャルエネルギー面 ,  遷移状態 ,  ポテンシャル ,  近似法 ,  水素結合 ,  構造解析 ,  非調和振動 ,  振動解析
準シソーラス用語： 探索アルゴリズム ,  超球面探索法

分類 (1件)： 反応速度論・触媒一般  (CB06010G)

引用文献 (83件)：

• (1) Jensen, F. <i>Introduction to Computational Chemistry</i>, John Wiley & Sons, New York, 1999.
• (2) Fukui, K. Acc. Chem. Res. 1981, 14, 363-368.
• (3) Ohno, K.; Maeda, S. Chem. Phys. Lett. 2004, 384, 277-282.
• (4) Maeda, S.; Ohno, K. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 5742-5753.
• (5) Ohno, K.; Maeda, S. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 8933-8941.

タイトルに関連する用語 (3件)： 化学 ,  反応経路 ,  探索