• 제목/요약/키워드: Electrostatic analysis

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유기화합물의 승화열 예측을 위한 QSPR분석 (QSPR analysis for predicting heat of sublimation of organic compounds)

  • 박유선;이종혁;박한웅;이성광
    • 분석과학
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    • 제28권3호
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    • pp.187-195
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    • 2015
  • 승화열은 대기 유기 오염물질의 확산에 관련된 환경적인 문제를 해결하거나, 위험한 화학 물질의 위해성을 평가하는 데에 중요한 변수이다. 하지만 실험적으로 승화열을 측정하려면 많은 시간과 비용이 소모 되며, 그 실험자체도 복잡하고 위험하다. 따라서 본 연구에서는 유기화합물의 승화열을 간단하게 예측하는 모델을 개발하기 위하여 정량적 구조-물성 상관관계 연구를 이용하였다. 군기반 전진선택방법을 적용하여 다중선형회귀방법과 서포트 벡터 머신과 같은 학습방법에 적합한 분자표현자들을 선택하도록 하였다. 개별 모델과 복합모델들은 부스트래핑 방법과 y-임의추출법에 의해 내부검증이 되었다. 외부 테스트 데이터의 예측 성능은 적용범위를 고려하므로서 개선되었다. 다중선형회귀모델에 따르면, 승화열은 분자간의 분산력, 수소결합, 정전기적 상호작용, 쌍극자-쌍극자 상호작용과 관련이 있는 것을 나타낼 수 있었다.

Conformations, Chemical Reactivities and Spectroscopic Characteristics of Some Di-substituted Ketenes: An ab initio Study

  • Gupta, V.P.;Sharma, Archna;Agrawal, S.G.
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제27권9호
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    • pp.1297-1304
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    • 2006
  • A systematic study of the structure, energetics and spectral characteristics of substituted aminoketenes $R(NH_2)$C=C=O (R = H, $CH_3$, $NH_2$, OH, $OCH_3$, CH=$CH_2$, C$\equiv$CH, CN, CHO, NO, $NO_2$) which are highly reactive and transient intermediates in synthesis has been conducted by ab initio calculations at the MP2/6- 31G*//MP2/6-31G* level. Twenty four stable isomers of the eleven substituted aminoketenes having dihedral angles $\phi NH_2\sim120{^{\circ}}$ and $60^{\circ}$ have been identified and their optimized geometries and energies obtained. Electrostatic and steric effects on the molecular geometries have been analyzed. While the $\pi$-acceptor groups lead to planar conformations, the electron-donor groups give rise to non-planar conformations. Isodesmic substituent stabilization energies relative to alkenes have been calculated and correlation with group electronegativities established. Role of induction effect by the substituent groups and resonance effects in charge distribution in the molecules has been analyzed. An analysis of the asymmetric stretching frequencies and intensities of the C=C=O group shows that affect of non-$\pi$ acceptor substituents on the frequency is determined by the field effect (F) and resonance effect (R) parameters, the calculated intensities I (km/mol.) are correlated to group electronegativities $x$ of the substituents by the relationship I = 640.2–100.1 $x$ (r = 0.92). The $\pi$-acceptor substituents increase the intensity which may be explained in terms of their delocalizing effect on the negative charge at the $C_{\beta}$ atom.

Identification of Proapoptopic, Anti-Inflammatory, Anti-Proliferative, Anti-Invasive and Anti-Angiogenic Targets of Essential Oils in Cardamom by Dual Reverse Virtual Screening and Binding Pose Analysis

  • Bhattacharjee, Biplab;Chatterjee, Jhinuk
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제14권6호
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    • pp.3735-3742
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    • 2013
  • Background: Cardamom (Elettaria cardamom), also known as "Queen of Spices", has been traditionally used as a culinary ingredient due to its pleasant aroma and taste. In addition to this role, studies on cardamom have demonstrated cancer chemopreventive potential in in vitro and in vivo systems. Nevertheless, the precise poly-pharmacological nature of naturally occurring chemo-preventive compounds in cardamom has still not been fully demystified. Methods:In this study, an effort has been made to identify the proapoptopic, anti-inflammatory, anti-proliferative, anti-invasive and anti-angiogenic targets of Cardamom's bioactive principles (eucalyptol, alpha-pinene, beta-pinene, d-limonene and geraniol) by employing a dual reverse virtual screening protocol. Experimentally proven target information of the bioactive principles was annotated from bioassay databases and compared with the virtually screened set of targets to evaluate the reliability of the computational identification. To study the molecular interaction pattern of the anti-tumor action, molecular docking simulation was performed with Auto Dock Pyrx. Interaction studies of binding pose of eucalyptol with Caspase 3 were conducted to obtain an insight into the interacting amino acids and their inter-molecular bondings. Results:A prioritized list of target proteins associated with multiple forms of cancer and ranked by their Fit Score (Pharm Mapper) and descending 3D score (Reverse Screen 3D) were obtained from the two independent inverse screening platforms. Molecular docking studies exploring the bioactive principle targeted action revealed that H- bonds and electrostatic interactions forms the chief contributing factor in inter-molecular interactions associated with anti-tumor activity. Eucalyptol binds to the Caspase 3 with a specific framework that is well-suited for nucleophilic attacks by polar residues inside the Caspase 3 catalytic site. Conclusion:This study revealed vital information about the poly-pharmacological anti-tumor mode-of-action of essential oils in cardamom. In addition, a probabilistic set of anti-tumor targets for cardamom was generated, which can be further confirmed by in vivo and in vitro experiments.

Analysis of interaction between intracellular spermine and transient receptor potential canonical 4 channel: multiple candidate sites of negatively charged amino acids for the inward rectification of transient receptor potential canonical 4

  • Kim, Jinsung;Moon, Sang Hui;Kim, Taewook;Ko, Juyeon;Jeon, Young Keul;Shin, Young-Cheul;Jeon, Ju-Hong;So, Insuk
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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    • 제24권1호
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    • pp.101-110
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    • 2020
  • Transient receptor potential canonical 4 (TRPC4) channel is a nonselective calcium-permeable cation channels. In intestinal smooth muscle cells, TRPC4 currents contribute more than 80% to muscarinic cationic current (mIcat). With its inward-rectifying current-voltage relationship and high calcium permeability, TRPC4 channels permit calcium influx once the channel is opened by muscarinic receptor stimulation. Polyamines are known to inhibit nonselective cation channels that mediate the generation of mIcat. Moreover, it is reported that TRPC4 channels are blocked by the intracellular spermine through electrostatic interaction with glutamate residues (E728, E729). Here, we investigated the correlation between the magnitude of channel inactivation by spermine and the magnitude of channel conductance. We also found additional spermine binding sites in TRPC4. We evaluated channel activity with electrophysiological recordings and revalidated structural significance based on Cryo-EM structure, which was resolved recently. We found that there is no correlation between magnitude of inhibitory action of spermine and magnitude of maximum current of the channel. In intracellular region, TRPC4 attracts spermine at channel periphery by reducing access resistance, and acidic residues contribute to blocking action of intracellular spermine; channel periphery, E649; cytosolic space, D629, D649, and E687.

이단식 전기 집진 장치에서 하전부의 상대 위치 변화에 따른 집진 특성 (Precipitation Characteristics with the Relative Position of the Ionizer in a Two-stage Electrostatic Precipitator)

  • 임헌찬;이덕출
    • 전자공학회논문지T
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    • 제35T권2호
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    • pp.66-71
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    • 1998
  • 이단식 소형 전기 집진 장치는 작업 환경에서 오존 발생이 극히 적은 정극성 코로나를 널리 사용하고 있지만 이에 관한 과학적 연구보고는 적은 실정이다. 그러므로 이단식 소형전기 집진 장치의 기초 복성에 관하여 연구하였다. 모델 이단식 전기 집진 장치는 이론적 해석이 쉽고 하던부 집진부의 상대 위치를 이동시킬 수 있는 구조로 제작하여 다음의 실험적 결론을 얻었다. 하전부의 코로나 방전은 집진부 전극의 전체 강도에 영향을 받고, 집진부 후방에서의 입자 농도는 집진부의 고압전극과 접지전극 사이에서 크게 변화하고 있다. 집진효율은 집진부의 고압전극 후방이 집진전극 후방보다 높다. 측정 범위의 전 구간에서 입자농도를 적분하여 계산한 종합 접진 효율로부터 하전부의 방전극 바로 뒤에 집진부의 고압전극이 위치하는 구조가 접지전극이 위치하는 구조보다 높은 효율을 보이고 있다. 이것은 하전부와 접진부의 상대적 위치 관계가 집진 효율 특성에 영향을 미치고 있음을 알 수 있다.

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Effects of Different Precursors on the Surface Mn Species Over $MnO_x/TiO_2$ for Low-temperature SCR of NOx with $NH_3$

  • Kim, Jang-Hoon;Yoon, Sang-Hyun;Lee, Hee-Soo
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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    • pp.29.1-29.1
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    • 2011
  • The selective catalytic reduction (SCR) of $MnO_x$ with $NH_3$ is an effective method for the removal of $MnO_x$ from stationary system. The typical catalyst for this method is $V_2O_5-WO_3(MoO_3)/TiO_2$, caused by the high activity and stability. However, This catalyst is active within $300{\sim}400^{\circ}C$ and occurs the pore plugging from the deposition of ammonium sulfate salts on the catalysts surface. It needs to locate the SCR unit after the desulfurizer and electrostatic precipitator without reheating of the flue gas as well as deposition of dust on the catalyst. The manganese oxides supported on titania catalysts have attracted interest because of its high SCR activity at low temperature. The catalytic activity of $MnO_x/TiO_2$ SCR catalyst with different manganese precursors have investigated for low-temperature SCR in terms of structural, morphological, and physico-chemical analyses. The $MnO_x/TiO_2$ were prepared from three different precursors such as manganese nitrate, manganese acetate (II), and manganese acetate (III) by the sol-gel method and then it calcinated at $500^{\circ}C$ for 2 hr. The structural analysis was carried out to identify the phase transition and the change intensity of catalytic activity by various manganese precursors was analyzed by FT-IR and Raman spectroscopy. These different precursors also led to various surface Mn concentrations indicated by SEM. The Mn acetate (III) tends to be more suppressive the crystalline phase (rutile), and it has not only smaller particle size, but also better distributed than the others. It was confirmed that the catalytic activity of MA (III)-$MnO_x/TiO_2$ was the highest among them.

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알지네이트 필름의 전기장 하에서의 응답 특성 (The Electroresponse Properties of Alginate Films under the Electric Field)

  • 김인중;강휘원;정창남
    • 폴리머
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    • 제27권3호
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    • pp.195-200
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    • 2003
  • 알지네이트는 곁사슬에 강한 음이온을 가지고 있어 전기장 하에서 구동 특성을 발현할 수 있다. 본 연구에서는 가교제로 CaCl$_2$를 사용하여 가교 알지네이트 필름을 제조하였고, 제조된 필름의 열적 특성, 기계적 특성 및 전기적 구동 특성을 열중량 분석, 인장 강도 실험 및 전기응답 실험을 통하여 조사하였다. 가교제의 농도가 증가함에 따라 필름의 초기 분해 온도와 인장 강도가 증가하였다. 또한 팽윤비는 사슬 내 자유부피와 정전기적 반발력에 기인하여 가교제 농도의 감소와 pH가 증가함에 따라 증가하였다. 저기 자극에 의하여 알지네이트 필름은 유연한 물리적 거동을 발현하였다. 전기장에서 전압, 이온 강도 및 저해질 용액의 종류에 따라서 필름의 응답 속도 띤 거동에 영향을 주었다. 가교제의 농도가 5 wt%일 때 가장 좋은 굽힘 거동과 반복 회복성을 보였으며, NaCl과 KCl 전해질 용액의 이온 강도가 0.1 M일 때 가장 높은 전기 반응성을 나타냈다. 또한 전압이 증가됨에 따라 전하의 이동이 활발해지고 따라서 굽힘 거동이 증가하였다.

이온빔 조사 각도에 따른 액정 배향 특성 연구 (Investigation of LC Alignment characteristic by Controlling Ion-beam Irradiation angles)

  • 박홍규;오병윤;김영환;김병용;한진우;전지연;한정민;서대식
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 춘계학술대회 및 기술 세미나 논문집 디스플레이 광소자
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    • pp.43-43
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    • 2008
  • Recently, it is widely studied to liquid crystal (LC) alignment using ion-beam exposure. Because conventional rubbing method has some problems such as defects from dust and electrostatic charges and rubbing scratch during rubbing process. Moreover rubbing method needs cleaning process to remove these defects. Therefore rubbing-free techniques like ion-beam method are strongly required. We studied LC alignment by controlling ion-beam irradiation angles and electro-optical (EO) characteristics of twisted nematic LC on the polyimide surface. In this experiment, a good uniform alignment of the nematic liquid crystal (NLC) with the ion-beam exposure on the polyimide (PI) surface was observed. We also achieved low pretilt angle as function of ion-beam irradiation angles. X-ray photoelectron spectroscopic (XPS) analysis provided chemical evidence for LC alignment by controlling ion-beam irradiation angles. In addition, it can be achieved the good EO properties of the ion-beam-aligned twisted nematic liquid crystal display (TN-LCD) on PI surface. Some other experiments results and discussion will be included in the presentation.

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입자와 스프링-댐퍼 메쉬를 이용한 2차원 패턴 변형 분석 (2D Pattern Deformation Analysis using Particle and Spring-Damper Mesh)

  • 신봉기
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제32권8호
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    • pp.769-780
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    • 2005
  • 본 논문에서는 스프링-댐퍼 메쉬를 2차원 영상 패턴의 변형을 모델링 및 분석하는 데 응용하는 방법을 제안한다. 기존의 메쉬와 다르게 새롭게 제안된 메쉬 모형은 메쉬 노드와 영상 픽셀을 하전입자로 표현하고 둘 사이의 상호작용에 의하여 변형되는 메쉬를 다양한 기준함수에 의하여 분석하는 것이다. 메쉬의 변형 과정은 하전입자 사이의 상호작용에 의한 스트레스 완화 과정으로써 널리 알려진 간단한 수치적분법을 사용한다. 변형 메쉬평가함수로 네 가지를 제안하고 각각의 성능을 분석하였다. 훈련 메쉬로는 샘플 영상의 평균 패턴을 구하여 메쉬로 직접 변환한 것을 사용하였다. 실험 결과 각 함수는 국소 변형을 모두 제대로 평가하는 측도로서는 아직 부족하지만 앞으로 이에 대한 보완 또는 새로운 함수의 제안, 그리고 이완 과정의 개선이 뒤따른다면 보다 체계적인 분석 방법과 높은 성능을 제공할 것으로 판단된다.

MO 理論에 依한 反應性의 決定 (第12報). N-아세틸피페리돈의 親核性 置換反應 (Determination of Reactivities by MO Theory (ⅩⅡ). Nucleophilic Substitution Reactions of N-Acetylpiperidone)

  • 이익춘;김시준;이석기;박동환;전용구
    • 대한화학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.396-402
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    • 1978
  • N-아세틸피페리돈과 그 양성자 첨가물의 형태 및 산-촉매 친핵성 치환반응에 대하여 EHT 및 CNDO/2 MO법과 궤도함수 혼합법을 적용하여 연구하였다. 계산 결과는 분자의 형태가 half-chair, cis-trans형이 가장 안정하며 양성자화는 아세틸카르보닐 산소에서 더 용이하게 일어남을 나타내고 있다. 이 결과를 콘쥬게이션, 정전기적 및 입체효과로서 설명하였다. 그리고 전하-조절 반응에서는 카르보닐 탄소원자의 양전하의 증가가, 궤도함수 조절반응에서는 LUMO AO 계수의 증가가 양성자화된 카르보닐 탄소의 반응성을 크게 증가시켜 친핵성 치환반응에서는 아세틸 절단이 개환반응보다 용이함을 밝혔다.

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