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J-GLOBAL ID：201902229039938917   整理番号：19A0490531

Kaxisのポルフィリン:理論的に設計されたカテコールに基づくバイオインスパイアードプラットフォームにおけるレドックス調整光学的および電子的性質のDFTモデリング【JST・京大機械翻訳】

Kaxiras’s Porphyrin: DFT Modeling of Redox-Tuned Optical and Electronic Properties in a Theoretically Designed Catechol-Based Bioinspired Platform

著者 (3件)： Crescenzi Orlando (Department of Chemical Sciences, University of Naples Federico II, I-80126 Naples, Italy) ,  d’Ischia Marco (Department of Chemical Sciences, University of Naples Federico II, I-80126 Naples, Italy) ,  Napolitano Alessandra (Department of Chemical Sciences, University of Naples Federico II, I-80126 Naples, Italy)
資料名： Biomimetics (Web)  (Biomimetics (Web))
巻： 2  号： 4  ページ： 21  発行年： 2017年 
JST資料番号： U7147A  ISSN： 2313-7673  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本研究では,このユニークなバイオインスパイアド・テトラatechシステムの技術的可能性を予測するために,eラニン生体高分子に対する理論的構造モデルとしてKaxiraによって最初に記述された5,6-ジヒドロキシインドール(DHI)に基づくポルフィリン型四量体の詳細な計算研究を報告した。全ての可能な互変異性体/配座異性体及び代替プロトン化状態を種々の酸化度の化学種について調べ,全ての構造を密度汎関数理論(DFT)レベルで最適化した。各酸化種に対するエネルギー準位の比較は,6電子準位を除いてほとんどの酸化状態の著しい不安定性を示し,一電子酸化フリーラジカル種の不均化に対する予想外の回復力を示した。酸化状態と互変異性を有する最高エネルギー占有分子軌道(HOMO)-最低エネルギー非占有分子軌道(LUMO)ギャップの変化を主な電子遷移と共に決定した。可視領域におけるより強い吸収はほとんどの酸化種に対して予測された。データは,4つのカテコール/キノン/キノンメチド部分に関連する酸素化パターンの特異な対称性が,NH中心と協調して,ポルフィリン系の光学的および電子的性質を微調整することを示した。いくつかの酸化レベルにおいて,2個以上のインドール単位上に広がる共役系が優先的な互変異性状態の決定に主要な役割を果たしている。したがって,6電子酸化状態の最も高い安定性はポルフィリン型芳香族性を反映している。これらの結果は,革新的なバイオインスパイアオプトエレクトロニック材料の設計のための新しい手掛かりを提供する。Copyright 2019 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 最適化 ,  互変異性 ,  *モデリング ,  ラジカル ,  エネルギー準位 ,  プロトン化 ,  密度汎関数法 ,  共役 ,  LUMO ,  不均化 ,  酸化 ,  *酸化還元反応 ,  窒素複素環化合物 ,  芳香族縮合化合物 ,  大環状化合物 ,  架橋化合物
準シソーラス用語： 酸化状態 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (4件)： ポルフィリン ,  ユーメラニン ,  DFT ,  ab initio計算

分類 (2件)： 分子の電子構造  (BH05010Q) ,  八員環以上の複素環化合物  (CF07120T)

物質索引 (2件)： インドール ,  ポルフィリン

引用文献 (38件)：

• d’Ischia, M.; Wakamatsu, K.; Cicoira, F.; Di Mauro, E.; Garcia-Borron, J.C.; Commo, S.; Galva’n, I.; Ghanem, G.; Kenzo, K.; Meredith, P.; et al. Melanins and melanogenesis: From pigment cells to human health and technological applications. Pigm. Cell Melanoma Res. 2015, 28, 520-544.
• Kaxiras, E.; Tsolakidis, A.; Zonios, G.; Meng, S. Structural model of eumelanin. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 218102.
• Meng, S.; Kaxiras, E. Theoretical models of eumelanin protomolecules and their optical properties. Biophys. J. 2008, 94, 2095-2105.
• Liebscher, J.; Mrówczyński, R.; Scheidt, H.A.; Filip, C.; Hadade, N.D.; Turcu, R.; Bende, A.; Beck, S. Structure of polydopamine: A never-ending story? Langmuir 2013, 29, 10539-10548.
• Chen, C.-T.; Ball, V.; de Almeida Gracio, J.J.; Singh, M.K.; Toniazzo, V.; Ruch, D.; Buehler, M.J. Self-assembly of tetramers of 5,6-dihydroxyindole explains the primary physical properties of eumelanin: Experiment, simulation, and design. ACS Nano 2013, 7, 1524-1532.

タイトルに関連する用語 (10件)： ポルフィリン ,  理論 ,  設計 ,  カテコール ,  レドックス ,  光学 ,  電子 ,  性質 ,  DFT ,  モデリング