• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제35권2호
• /
• pp.531-538
• /
• 2014

The quantum mechanical properties of a series of oligo-para-phenylenes (2-11) were characterized using DFT B3LYP/6-311G(d,p) calculations. The global minimum among the various torsional conformers of an oligo-p-phenylene is calculated to be a twist conformation. A less stable planar conformation, in which all the dihedral angles in oligo-p-phenylene are restricted to be planar, has also been calculated. The total electronic energies, normal vibrational modes, Gibbs free energies, and HOMOs and LUMOs of the two different conformations (twisted and planar) of the oligo-p-phenylenes were analyzed. The energy differences between the HOMOs and LUMOs of the substrates are in accord with the maximum absorption peaks of the experimental UV spectra of 2-6. The calculated normal vibrational modes of 2-6 were comparable with their experimental IR spectra.

• 대한화학회지
• /
• 제61권1호
• /
• pp.16-24
• /
• 2017

본 연구는 그래핀과 유사한 2차원 붕소-질소(BN)와 알루미늄-질소(AlN) 시트에 여러 대기 유해 가스($CO_x$, $NO_x$, $SO_x$)가 흡착될 때의 구조적 특징과 결합에너지를 밀도 범함수 이론(DFT)과 MP2 방법을 사용하여 연구하였다. 분자 구조는 $B3LYP/6-31G^{**}$와 $CAM-B3LYP/6-31G^{**}$이론 수준에서 최적화하고, 진동 주파수를 계산하여 열역학적으로 가장 안정한 분자 구조를 확인하였다. 결합에너지는 $MP2/6-31G^{**}$ 이론 수준에서 한 점(single point) 에너지를 계산하고, 영점 진동에너지(ZPVE)와 바탕집합 중첩에러(BSSE)를 모두 보정하였다. BN 시트에 가스의 흡착은 모두 물리흡착으로 예측되었으며, AlN 시트에 대한 가스 흡착은 $CO_x$나 $NO_x$에 대해서는 물리흡착이 그리고 $SO_x$에 대해서는 화학 흡착이 일어날 것으로 예측되었다.

• 대한화학회지
• /
• 제54권4호
• /
• pp.363-373
• /
• 2010

마약인 모르핀, 헤로인, 코데인, 펜타조신 그리고, 버프레노파인에 대하여 범밀도함수이론에 근거하여 계산 연구를 수행하였다. 약물특이 분자단과 치환기의 기하학적 파라미터는 B3LYP/6-31+G(d) 레벨로 계산하였고, 전자의 구조는B3LYP/6-311++G(d,p) 레벨로 같은 혼성 범함수를 사용하여 계산하였다. 원자의 전하분포는 Mulliken 개체 수 분석에 의하여 구하였다. 보고된 생물학적 활성, 계산된 분배 계수, 전자 및 기하학적 분석을 토대로 펜타조신과 버프레노파인을 새로 제시된 유사화합물에 대한 모델화합물로 선택하였으며, 이들 유사화합물에 대하여 연구한 뒤, 모델화합물과 비교하였다. 본 연구 결과는 약물특이 분자단의 기하학적 구조와 전자 구조가 다른 치환기의 존재 하에서도 변함없이 유지된다는 것을 보여주었다. 제시된 유사화합물들도 모델 분자의 특성을 갖고 있기 때문에, 이들 유사화합물들도 생물학적 활성을 나타낼 것 같다.

• 대한화학회지
• /
• 제63권3호
• /
• pp.151-159
• /
• 2019

본 연구는 밀도 범함수 이론(DFT) 가운데 하나인 B3LYP 방법을 $6-31G^{**}$, cc-pVDZ, cc-pVTZ의 바탕함수 집합(basis set)과 함께 사용하여 전자 공여성 분자(D)로 카바졸(carbazol) 그리고 전자 구인성 분자(A)로 dicyanobenzene, diphenyl sulfone, benzonitrile 등의 조합으로 이루어진 열 활성화 지연형광(TADF) 후보 물질에 대하여 분자구조를 최적화하고 진동주파수를 계산하였다. 또한 최적화된 분자 구조에 대하여 HOMO와 LUMO 에너지 차이를 계산하였으며, 나아가 시간 의존 밀도 범함수 이론(TD-DFT)을 사용하여 분자의 최대 흡수 및 방출 파장(${\lambda}_{max}$) 그리고 단일항과 삼중항 들뜬 상태의 에너지 차이(${\Delta}E_{ST}$) 등을 계산하여 열 활성 지연형광(TADF) 소재로서의 가능성을 예측하였다.

• 대한화학회지
• /
• 제51권1호
• /
• pp.7-13
• /
• 2007

옥사졸 고리를 포함하는 lexitropsin에서, DNA minor groove의 구아닌-시토신 염기쌍의 구아닌과 수소결합을 형성하는데 중요 역할을 하는 옥사졸에 대해, 양성자화 될 때 가능한 두 가지 형태에 대해 DFT 계산을 통해 구조를 최적화시켰다. 최적화된 구조에 대해 B3LYP/6-31G* 수준에서 양성자 친화도를 계산하였다. 그 결과 옥사졸의 가능한 두 가지 형태 가운데 옥사졸의 질소 원자가 DNA minor groove 쪽으로 배향된 구조가 산소 원자가 minor groove 쪽으로 배향된 구조보다 양성자 친화도가 더 큼을 알 수 있었으며, 분자정전기 전위로 확인할 수 있었다. 아울러 양성자 친화도에 미치는 치환기 효과를 알아보기 위하여 여러 전자 주는 기와 전자 받는 기를 치환시켜 치환기 성질에 따른 양성자 친화도를 조사하였으며, 전자를 받는 기 보다 전자를 주는 기가 치환 되었을 때 양성자 친화도가 증가함을 알았다.

• 대한화학회지
• /
• 제53권1호
• /
• pp.7-16
• /
• 2009

Bz-$H_2O$와 [Bz-$H_2O]^+$의 가능한 구조(N-1, N-2, C-1, C-2, 그리고 TS)에 대하여 여러 이론 수준에 서 분자구조를 최적화 하였으며, 조화 진동주파수를 계산하여 IR 스펙트럼을 예측하였다. 분자 구조의 최적화에서 가장 높은 이론 수준은 B3LYP/cc-pVQZ이며, 보다 정확한 결합에너지를 구하기 위하여 MP2 수준에서 한 점(single point) 에너지 계산을 하였다. 또한 영점 진동에너지(zero-point vibrational energy) 보정을 하여 실험값과 비교하였다. 결합에너지는 N-1 구조에 대하여 MP2/cc-pVQZ//B3LYP/cc-pVQZ 이론 수준에서 $D_e$ 값이 3.92 kcal/mol, 그리고 $D_0$ 값은 3.11 kcal/mol로 계산되었으며, 같은 이론 수준에서 [Bz-$H_2O]^+$의 C-1 구조에 대해서 $D_e$ 값은 9.06 kcal/mol 그리고 $D_0$ 값은 7.82 kcal/mol로 계산되어 실험값 과 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제32권2호
• /
• pp.705-708
• /
• 2011

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제34권12호
• /
• pp.3738-3742
• /
• 2013

The reaction mechanism of $SiF_2$ radical with HNCO has been investigated by the B3LYP method of density functional theory(DFT), while the geometries and harmonic vibration frequencies of reactants, intermediates, transition states and products have been calculated at the B3LYP/$6-311++G^{**}$ level. To obtain more precise energy result, stationary point energies were calculated at the CCSD(T)/$6-311++G^{**}$//B3LYP/$6-311++G^{**}$ level. $SiF_2+HNCO{\rightarrow}IM3{\rightarrow}TS5{\rightarrow}IM4{\rightarrow}TS6{\rightarrow}OSiF_2CNH(P3)$ was the main channel with low potential energy, $OSiF_2CNH$ was the main product. The analyses for the combining interaction between $SiF_2$ radical and HNCO with the atom-in-molecules theory (AIM) have been performed.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
• /
• 제3회(2014년)
• /
• pp.399-408
• /
• 2014

신약을 개발하거나 단백질 구조를 예측하는데 Molecular Mechanics (MM)의 방법을 사용한다. 하지만, MM 만으로는 자연현상에서 일어나는 결과를 정확하게 기술하기 어렵다. 본 연구는 기존의 MM 방법으로는 정확히 예측이 불가능한 비 공유결합 중 하나인 ${\pi}-{\pi}$ interaction을 양자역학 계산을 통해 정확한 예측이 가능한지 알아보았다. ${\pi}-{\pi}$ interaction이란 생채 내, 의약 화합물에서 발견되는 결합이기 때문에, 단백질과 결합하는 구조의 예측에 중요하다고 할 수 있다. 본 실험은 ${\pi}-{\pi}$ interaction을 갖는 Sandwich, T shape, 그리고 Parallel displaced 세 가지 모형과 각각의 모형 아래에 분자를 하나 더 쌓은 모형을 추가하여 양자역학 재산을 수행하였다. 양자역학 계산은 DFT의 세가지 함수 M06_2X, M05_2X, B3LYP를 이용하였다. 실험결과에서 세 가지 함수가 각기 다른 결과를 보였는데, 상대적으로 B3LYP의 경우에는 세가지 모델에서 모두 제대로 된 에너지 변화를 계산하지 못하였으며, M06_2X와 M05_2X의 결과에서는 거리에 따른 ${\pi}-{\pi}$ interaction 에너지의 변화를 정확하게 계산하였다. 이러한 결과를 바탕으로, 양자역학의 방법을 통해 MM에서는 예측이 불가능한 ${\pi}-{\pi}$ interaction을 계산 할 수 있고 이 부분을 고려하여 화합물 간의 결합구조를 예측을 향상시킬 수 있다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제33권11호
• /
• pp.3607-3617
• /
• 2012

In this paper, the study of various ortho- and meta-substituted Magnolol derivatives is presented. The reaction enthalpies related to three antioxidant action mechanisms HAT, SET-PT and SPLET for substituted Magnolols have been calculated using DFT/B3LYP method in gas-phase and water. Calculated results show that electron-withdrawing substituents increase the bond dissociation enthalpy (BDE), ionization potential (IP) and oxidation/reduction enthalpy (O/RE), while electron-donating ones cause a rise in the proton dissociation enthalpy (PDE) and proton affinity (PA). In ortho- position, substituents show larger effect on reaction enthalpies than in meta-position. In comparison to gas-phase, water attenuates the substituent effect on all reaction enthalpies. In gas-phase, BDEs are lower than PAs and IPs, i.e. HAT represents the thermodynamically preferred pathway. On the other hand, SPLET mechanism represents the thermodynamically favored process in water. Results show that calculated enthalpies can be successfully correlated with Hammett constants (${\sigma}_m$) of the substituted Magnolols. Furthermore, calculated IP and PA values for substituted Magnolols show linear dependence on the energy of the highest occupied molecular orbital ($E_{HOMO}$).