情報科学研究室

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、物質・情報科学特論I、物理化学実験 (大学院)物質・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
院生 2名
4年生 2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

情報科学科写真

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。

Ptn (n = 1-4)クラスターを用い,RHF/LANL2DZレベルで水素分子H2の1重項状態での解離反応の反応経路を求めることを試みた。Pt1-Pt3クラスターに対しては,水素原子の解離・吸着を表すようなポテンシャル面は得られなかった。一方,Pt4クラスターにおいては,水素原子の解離・吸着を示すポテンシャル面が得られ,水素分子の解離・吸着の反応過程を再現するにはPt4以上のクラスターが必要なことがわかった1)

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1)、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2)。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。

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3)

1)「Ptクラスター上での水素分子解離」 ,寺前 裕之, 伊藤 裕哉, 長嶋 雲兵, J. Comp. Chem. Japan, 12, 133-137 (2013)
2)"Theoretical study on the reaction mechanism of formation of 3,5-diacetyl-1,4- dihydrolutidine", Hiroyuki Teramae and Yasuko Y. Maruo, Intern. J. Quantum Chem., 113, 393-396 (2013)
3)“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

  1. エタノールアミン及びエタノールアミン2量体の水和構造に関する理論的研究
  2. FeおよびCo錯体による水素分子解離の理論的研究
  3. N-メトキシ-N-プレニルベンズアミドにおける閉環反応の理論的研究
  4. Pd表面におけるN2分子解離に関する理論的研究

最近の研究業績

  1. A comprehensive search of topologically distinct local minimum structures of protonated water octamer and the classification of O-H topological types, Dai Akasea, Hiroyuki Teramae, Misako Aida, Chem. Phys. Lett., 618, 51-56 (2015)
  2. Polymorphs Related by an Enantiotropic Phase Transition but Having Only Order-Disorder-Level Conformational Differences in a Spiro-Conjugated Imidazolidine Ring Compound, Mitsuaki Suzuki, Yutaka Maeda, Motoko Akita, Hiroyuki Teramae, and Keiji Kobayashi, Crystal Growth & Design, 14, 6302-6310 (2014)
  3. H3+,H3,H3-の結合様式と構造, Amih SAGAN, 田島 澄恵, 中山 尚史, 長嶋 雲兵, 寺前 裕之, 長岡 伸一, J. Comp. Chem. Japan, 13, 250-256 (2014)
  4. Theoretical Study on the Reaction Mechanism of Formation of Lutidine Derivatives - Unexpected FLUORAL-P Compounds -, Hiroyuki Teramae, Yasuko Y. Maruo, Jiro Nakamura, IEICE Trans. Electrons., E96C, 383-384 (2013)
  5. 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)
  6. Reply to the comment of J. Ladik on “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, Yuriko Aoki, Intern. J. Quantum Chem., 114, 303 (2013)
  7. Theoretical study on the reaction mechanism of formation of 3,5-diacetyl-1,4-dihydrolutidine, Hiroyuki Teramae and Yasuko Y. Maruo, Intern. J. Quantum Chem., 113, 393-396 (2013)
  8. Three-Dimensional Visualization of Wave Functions for Rotating Molecule: Plot of Spherical Harmonics, Shin-ichi Nagaoka, Hiroyuki Teramae, Umpei Nagashima, J. Chem. Educ., 90, 669-670 (2013)
  9. Ptクラスター上での水素分子解離, 寺前 裕之, 伊藤 裕哉, 長嶋 雲兵, J. Comp. Chem. Japan, 12, 133-137 (2013)
  10. 計算されたH2-の基底状態 2Σu+ の構造 - 基底関数依存性 -, Amih SAGAN, 中山 尚史, 長嶋 雲兵, 寺前 裕之, 長岡 伸一, J. Comp. Chem. Japan, 12, 190-195 (2013)
  11. 1s電子が作る半結合と単結合, Amih SAGAN, 田島 澄恵, 中山 尚史, 長嶋 雲兵, 寺前 裕之, 長岡 伸一, J. Comp. Chem. Japan, 12, 230-234 (2013)
  12. A Molecular Orbital Study of the Dipole Moment of HF, LiH, and HeH+, Hiroyuki Teramae, Shin-ichi Nagaoka, and Umpei Nagashima , Chem. Lett., 41, 1642-1643 (2012)
  13. Theoretical study on ground and excited states of 3,5-diacetyl-1,4- dihydrolutidine, Hiroyuki TERAMAE, Yasuko Y. MARUO, Jiro NAKAMURA , Intern J. Chem. Model, 4, 49-55 (2012).
  14. 窒素分子N2の最高被占軌道HOMOはσ型かπ型か?, Amih SAGAN, 長岡伸一, 寺前裕之, 長嶋雲兵, J. Comp. Chem. Japan, 11, 89-92 (2012)
  15. LiHの分子軌道エネルギー準位図 -非経験的ハートリー・フォック法を用いて- Amih Sagan, 長嶋雲兵, 寺前裕之, 長岡伸一,J. Comp. Chem. Jpn., 10, No.2, 75-77 (2011)
  16. HeH+の分子軌道エネルギー準位図,Amih Sagan, 長岡伸一, 寺前裕之, 長嶋雲兵,J. Comp. Chem. Jpn., 10, No.4, 147-151 (2011)
  17. Mixing parameters for geometry optimization using the Hamiltonian algorithm, Hiroyuki Teramae, Takayoshi Ishimoto, and Umpei Nagashima, Theoret. Chem. Acc., 130, 671-678 (2011)
  18. Microsoft Excelを用いた分子軌道の描画の実習, 長岡 伸一, 寺前 裕之, 長嶋 雲兵, J. Comput. Chem. Jpn., 9, No.4, 177-182 (2010).
  19. Microsoft Excelを用いた分子軌道の描画の実習(2) −イオン性、分極関数、貫入−, 長岡 伸一, 寺前 裕之, 長嶋 雲兵, J. Comput. Chem. Jpn., 9, No.5, 241-248 (2010).
  20. 水の凍結が促進する酸化・還元反応 ― ヨウ化物イオン酸性水溶液の凍結によるヨウ素生成 ―, 本田 数博, 森 義仁, 寺前 裕之, 長嶋 雲兵, J. Comput. Chem. Jpn., 9, No.4, 205-210 (2010)
  21. Imino-enamine tautomerism and dynamic prototropy in 1-imino-3-amino-1H-indens, Yoko Mukano, Mai Momochi, Yuriko Takanashi, Mitsuaki Suzuki, Hidetsugu Wakabayashi, Hiroyuki Teramae, and Keiji Kobayashi, Tetrahedron, 66, 605-611 (2010).
  22. Computational Study of Excited-State Intramolecular-Proton-Transfer of o-Hydroxybenzaldehyde and Its Derivatives, Shin-ichi Nagaoka, Hiroyuki Teramae, and Umpei Nagashima, Bull. Chem. Soc. Jpn., 82, 570-573 (2009)
  23. 高次元アルゴリズムを用いた分子構造最適化のPCクラスターによる並列処理, 寺前 裕之, 大田原 一成, J. Comp. Chem. Jpn., 8, 31-40 (2009)
  24. Molecular Structure Optimization and Molecular Dynamics Using Hamiltonian Algorithm: Structure of Benzodiazepine Minor Tranquilizers-Towards Non-Empirical Drug Design -, Hiroyuki Teramae, Kazushige Ohtawara, Takayoshi Ishimoto and Umpei Nagashima, Bull. Chem. Soc. Jpn., 81, 1094-1102 (2008)
  25. H/D isotope effect of methyl internal rotation for acetaldehyde in ground state as calculated from a multicomponent molecular orbital method, Takayoshi Ishimoto, Yasuyuki Ishihara, Hiroyuki Teramae, Masaaki Baba, and Umpei Nagashima, J. Chem. Phys. 128, 184309 (2008).
  26. H/D isotope effect in methyl torsional interaction of acetone as calculated by a multicomponent molecular orbital method, Takayoshi Ishimoto, Yasuyuki Ishihara, Hiroyuki Teramae, Masaaki Baba, and Umpei Nagashima, J. Chem. Phys. 129, 214116 (2008)
  27. Study on Raffenetti's P File Format in Conventional Ab Initio Self-Consistent-Field Molecular Orbital Calculations in Parallel Computational Environment, Hiroyuki Teramae and Kazushige Ohtawara, J. Comp. Chem., Jpn, 7, 179-184 (2008).
  28. Novel push-pull pai-conjugated compounds suffering steric hindrance between donor and acceptor subunits, D. Masuda, H. Wakabayashi, H. Miyamae, H. Teramae, and K. Kobayashi, Tetrahedron Lett., 49, 4342-4345 (2008).
  29. Study on Raffenetti’s P File Format in Conventional Ab Initio Self-Consistent-Field Molecular Orbital Calculations in Parallel Computational Environment, Hiroyuki Teramae, and Kazushige Ohtawara, J. Comp. Chem. Jpn., 7, 179 (2008).
  30. 高次元アルゴリズム(HA: Hamiltonian Algorithm)を用いたEnkephalinの立体構造の分子動力学的研究−HAに現れるmixing 係数の効果−、土屋恭平、寺前裕之、渡邊寿雄、石元孝佳、長嶋雲兵、J. Comput. Chem. Jpn., 6, pp.275-282 (2007).
  31. 生体分子の分子動力学シミュレーションにおける効率的な時間刻みの範囲−グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン3量体−、佐藤麗、寺前裕之、石元孝佳、長嶋雲兵、J. Comput. Chem. Jpn., 6, pp.295-300 (2007).
  32. 計算化学汎用プログラム(第1回)分子設計統合ソフトHyperChem、寺前裕之、PETROTECH、第30巻、第5号、pp.346-350 (2007).
  33. Theoretical Study of Intramolecular Interaction Energies during Dynamics Simulations of Oligopeptides by the Fragment Molecular Orbital-Hamiltonian Algorithm Method, Takayoshi Ishimoto, Hiroaki Tokiwa, Hiroyuki Teramae, and Umpei Nagashima, J. Chem. Phys., 122, 094905 (2005)
  34. Study on Optimization of Molecular Strcture using Hamiltonian Algorithm, K. Ohtawara and H. Teramae, Chem. Phys. Lett., 390, 84-88 (2004).
  35. Development of an Ab Initio MO-MD Program Based on Fragment MO Method - An Attempt to Analyze the Fluctuation of Protein, T. Ishimoto, H. Tokiwa, H. Teramae, U. Nagashima, Chem. Phys. Lett., 387, 460-465 (2004).

学会発表

オリジナルサイト

研究室の紹介