分子軌道法によるメトキシベンゼン類の酸化反応予測

概要

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リグニン分解酵素によるメトキシベンゼン類の酸化反応を予測するため,分子軌道法によってHOMOエネルギーを計算し,酸化電位の実測値と比較した。その結果,半経験的分子軌道法であるRHF/PM3法では,ジメトキシベンゼンまではHOMOエネルギーと酸化電位に良い相関が得られたものの,それ以上の多数のメトキシル基を有するものでは相関が得られなかった。また,溶媒を考慮して計算するRHF/PM3+COSMO法や,より計算精度が高い非経験的分子軌道法であるRHF/6-31G^*によっても,予測に充分な計算結果は得られなかった。これは,親水基として作用するメトキシル基の影響が大きく,酸化反応前後での溶媒和エネルギーの影響が無視できないためと推察した。そこで,理論式に基づいて反応前後の溶媒和エネルギーの差を補正項として導入したところ相関係数が上昇し,特にヘキサメトシキベンゼン以外の全てのメトキシベンゼン類に対して良い相関が得られた。最終的に,分子軌道計算のみで酸化反応の序列の予測が可能であることがわかった。
岐阜大学の論文
2002-12-25