。 2026 年 3 月 15 日;47(7):e70341。土井: 10.1002/jcc.70341。
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所属
- 1 名古屋大学大学院情報学研究科（名古屋）
- 2 名古屋大学未来価値創造研究センター（名古屋）
- 3 三井化学株式会社研究所デジタルサイエンス研究所（千葉県）
- 4 名古屋大学未来社会イノベーション研究機構物質創成研究機構（名古屋）
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松本健太郎ほかＪ Ｃｏｍｐｕｔ Ｃｈｅｍ． 2026年。
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。 2026 年 3 月 15 日;47(7):e70341。土井: 10.1002/jcc.70341。
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- 1 名古屋大学大学院情報学研究科（名古屋）
- 2 名古屋大学未来価値創造研究センター（名古屋）
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抽象的な
複数の化学反応が同時に進行する化学反応系を顕微鏡でシミュレートし、それによって系の全体的な時間変化と結果として得られる生成物の構造を決定することは依然として困難です。この目的のために、分子動力学 (MD) 法とモンテカルロ (MC) 法を交互に使用して複雑な反応系を記述するレッドムーン (RM) 法が有望な手法です。ただし、RM メソッドの効率は、MD 手順中にリアクティブ構成が出現する頻度に大きく依存するため、そのような構成がほとんどサンプリングされない一部のシステムでは非効率につながる可能性があります。この限界を克服するために、我々はRM法にレプリカ交換分子動力学（REMD）法を組み込んだ改良版であるREMD-RM法を提案し、それを2つの代表的なモデル系（i）C2対称アンサジルコノセン錯体によるプロピレン重合反応と（ii）ポリプロピレンのラジカル架橋反応に適用した。 REMD-RM 法は、反応性構造のサンプリング効率を向上させることに加えて、前者の場合には得られるポリマーの立体規則性を、後者の場合には架橋反応の温度依存性を再現することに成功しました。最後に、REMD-RM 手法の潜在的な適用可能性と、ターゲット システムの性質に応じた RM 手法の拡張の可能性について説明しました。
キーワード:
レッドムーン法。架橋反応;重合反応。レプリカ交換分子動力学。
パブメッドの免責事項
利益相反に関する声明
著者は利益相反がないことを宣言します。
数字
図1
アイソタクチックポリプロピレンの模式図…
図1
によるアイソタクチックポリプロピレン重合の模式図 C 2対称アンサ-ジルコノセン錯体。
図1
によるアイソタクチックポリプロピレン重合の模式図 C
2対称アンサ-ジルコノセン錯体。
図2
架橋の模式図…
図2
過酸化ジクミル（DCP）によって開始されるポリプロピレンの架橋反応の概略図…
図2
開始剤として過酸化ジクミル（DCP）によって開始されるポリプロピレンの架橋反応の概略図。
図3
4 つの異なる…の概略図
図3
モノマーの方向に応じた 4 つの異なる挿入方法の概略図 ( …
図3
モノマーの方向に応じた 4 つの異なる挿入方法の概略図 (再‐顔または そして‐面）と陰イオンの位置（シス または トランス）。 Ｒは、Ｍｅ基またはポリマー鎖のいずれかを表す。
図4
さまざまな初歩的な反応が可能です…
図4
ポリプロピレンの架橋プロセス中に起こり得るさまざまな素反応。 (a) 水素…
図4
ポリプロピレンの架橋プロセス中に起こり得るさまざまな素反応。 (a) 水素引き抜き反応。 (b) β-切断反応。 (c) 二重結合へのラジカル付加反応。 (d) ラジカルカップリング反応。
図5
(a) ポリプロピレンのポリマーモデル…
図5
(a) DCP による開始反応後のポリプロピレンのポリマー モデル、および (b)…
図5
(a) DCP による開始反応後のポリプロピレンのポリマーモデル、(b) 平衡化前のラジカルを含む 40 プロピレン 20 量体のシミュレーションポリマーモデルの初期構造。黄色の球はラジカル炭素を表します。
図6
アクティブな状態を示すスナップショット…
図6
活性サイトの Zr 原子がカウンターによって占有されている様子を示すスナップショット…
図6
活性サイトの Zr 原子がカウンターアニオンによって占有されている様子を示すスナップショット。ピンクとオレンジの球は、B 原子と Zr 原子を表します。モノマープロピレン分子は示されていない。
図7
発生確率の比較…
図7
従来のRMとREMD-RMにおける各ケースの発生確率の比較…
図7
従来のRM法とREMD-RM法における各ケースの発生確率の比較。各バーの上の数字は、発生確率の推定値を表します。エラーバーは、Sison と Glaz の方法に従って計算された 95% 信頼区間を表します。
図 8
(a) 立体的な模式図
図 8
(a) 立体的に有利な挿入方法の概略図。赤と青の象限…
図 8
(a) 立体的に有利な挿入方法の概略図。赤と青の象限は、それぞれメタロセン触媒の密集した領域と開いた領域を表します。 (b) REMD-RM シミュレーション中に好都合に現れた反応物構造のスナップショット。
すべての数字 (8)
参考文献
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#レプリカ交換分子動力学法によるレッドムーン法における反応候補の正規サンプリングについてREMDRM法とポリプロピレンの重合架橋反応における有効性