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第一原理分子動力学法による塩化メチルのSN2反応に関する研究

研究報告コード R000000468
掲載日 2002年9月30日
研究者
  • 堀 拓実
  • 高橋 英明
  • 新田 友茂
研究者所属機関
  • 大阪大学大学院基礎工学研究科
  • 大阪大学大学院基礎工学研究科
  • 大阪大学大学院基礎工学研究科
研究機関
  • 大阪大学大学院基礎工学研究科
報告名称 第一原理分子動力学法による塩化メチルのSN2反応に関する研究
報告概要 実空間差分法を用いた非周期系第一原理分子動力学プログラムを新規に開発し,求核種が水酸化物イオンの場合の塩化メチルの脱塩素化反応の機構を量子化学的に検討し,超臨界水中で反応特性の解明を試みた。反応はSN2機構を想定し,塩化メチルの炭素と塩素の距離と塩化メチルの炭素と水酸化物イオンの酸素距離の差を反応座標と定義した。反応座標ζが一定の条件で構造最適化を行い,反応座標に対するポテンシャルエネルギーの極小点の変化を計算した。図1において,水酸化物イオンが近づくにつれてポテンシャルエネルギーが下がり安定化されていくが,水酸化物イオンがある程度の距離まで近づくとポテンシャルエネルギーはほとんど平らになる。その後,ζ=0.5a.u.を境にメチル基のWalden反転が起こり,急激にポテンシャルエネルギーが安定化して反応が進行し,メタノールが生成する。この結果は,気相中における塩化メチルと水酸化物イオンの反応にほぼno barrierの反応経路が存在することを示している。
画像

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研究分野
  • 分子の立体配置・配座
  • 付加反応,脱離反応
  • 脂肪族ハロゲン化合物
研究制度
  • 戦略的基礎研究推進事業、研究領域「単一分子・原子レベルの反応制御」研究代表者 梶本 興亜(京大理学研究科)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 堀 拓実,高橋 英明,新田 友茂. 第一原理分子動力学法による塩化メチルのSN2反応に関する研究. 戦略的基礎研究推進事業 単一分子・原子レベルの反応制御 第4回シンポジウム —2期・3期チームの研究進捗— 講演要旨集,2000. p.90 - 90.

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