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研究室紹介 情報科学研究室

教員寺前 裕之(教授) 工学博士
略歴 1979年京都大学工学部卒、1984年京都大学大学院工学研究科修了、NTT物性科学基礎研究所主任研究員等を経て、2004年4月より城西大学理学部化学科教授
担当科目(学部)物理化学I、情報科学I、量子化学、物理化学実験 (大学院)情報科学特論、量子化学特論
専門分野情報科学、量子化学
所属学会日本化学会、アメリカ化学会、日本コンピューター化学会、分子科学会
院生 0名
4年生4名
居室 1号館121号室(寺前)、120号室(学生)、102号室(実験室)

 

研究内容

量子化学に基づく非経験的分子軌道法や高次元アルゴリズムに基づく分子動力学法といった手法を用いた分子の機能や物性の解析が中心的研究テーマである。特に分子構造の変化や化学反応に関する様々な問題についてアプローチを行っている。
最近の研究例を以下に紹介する。

o-ヒドロキシベンズアルデヒド(OHBA)は分子内プロトン移動を起こす、最も単純な芳香族の一つである。我々は以前にRHF法およびCIS法を用い、さらにはB3LYPおよびLC-BLYP汎関数によるTD DFT法を用いて、OHBAならびにその置換体について吸収・発光スペクトルの再現を行う事ができなかった。そこで、特に発光スペクトルの量子化学計算での再現を目指し、合計200種類のDFTおよびTD DFT計算を行い、XAB95による計算結果が実験との一致が見られることを見いだした。1)

近年、盛んに試みられているベンズアニリド誘導体ならびにフェニルアセトアミド誘導体を出発物質とした2-アザスピロ[4.5]デカン、3-アザスピロ[5.5]ウンデカンの合成における収率の違いが出発物質のシス・トランス異性体の安定性に依るのではないかと考え、様々な置換体について、安定構造を求め、収率の違いが説明できることを示した。2)

ルチジン誘導体は近年問題となっているホルムアルデヒドの検出物質である。本研究室ではルチジン誘導体の基底状態ならびに励起状態の解明を行ってきたが、より詳細に出発物質であるβ-ジケトンの置換基効果を解明するためには、反応機構の解明が必要であり、非経験的分子軌道計算により反応経路の解明を試みた。さらに溶媒の影響を考慮するために、水1分子を触媒として付加した場合の反応経路計算を試みて、水脱離反応の活性化エネルギーがかなり低下することを見いだした。3)

6-31G基底を用いたab initio分子軌道法によりDNAモデルのフェルミレベル近傍の局所状態密度計算ならびにエネルギーバンドの計算を行った。さらに得られた結果を周期境界条件並びに回転対称性を利用した結晶軌道法によるエネルギーバンド計算の結果と比較した。DNAの伝導性に関してはグアニンが他の塩基よりも重要な役割を果たしていることがわかった4)

情報科学研究室

1)  「TD DFT法によるOHBAの吸光・発光スペクトルの理論的研究」、新井 健文, 長岡 伸一, 長嶋 雲兵, 寺前 裕之,J. Comp. Chem. Japan, 14, 209-210 (2016).
2)  「2–アザスピロ環化合物における閉環反応の理論的研究」、寺前 裕之, 須田 岬, 湯川 満, 林 浩輔, 高山 淳, 坂本 武史,J. Comp. Chem. Japan, 14, 213-214 (2016).
3)  「ルチジン誘導体生成の反応機構に関する理論的研究」,石川 諒,丸尾 容子,小林 啓二,寺前 裕之、J. Comp. Chem. Japan, 14, 30-35 (2015)
4) “Electronic states of mixed base pairs systems of dna and the effect of base composition and sequences on the band structures using screw axis translational symmetry”, Peng Xie, Hiroyuki Teramae, Kai Liu and Yuriko Aoki, Intern. J. Quantum Chem., 113, 489-496 (2013)

昨年度の卒業研究題目

最近の研究業績

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