• 제목/요약/키워드: G3 calculation

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Comparison of Structural Types of L-Alanine Pentamer by Quantum Chemical Calculation

  • Kobayashi, Minoru;Sim, Jae Ho
    • 공업화학
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    • 제33권4호
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    • pp.425-430
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    • 2022
  • L-alanine (LA, as an amino acid residue) pentamer model was used to investigate changes in the dihedral angle, intramolecular hydrogen bonding and formation energies during structural optimization. LA pentamers having four conformation types [𝛽: 𝜑/𝜓=t-/t+, 𝛼: 𝜑/𝜓=g-/g-, PPII: 𝜑/𝜓=g-/t+ and P-like: 𝜑/𝜓= g-/g+] were carried out by quantum chemical calculations (QCC) [B3LYP/6-31G(d,p)]. In LA, 𝛽, 𝛼, and P-like types did not change by optimization, having an intra-molecular hydrogen bond: NH⋯OC (H-bond), and PPII types in the absence of H-bond were transformed into P-like at the designated 𝜓 of 140°, and to 𝛽 at that of 160° or 175°. P-like and 𝛼 were about 0.5 kcal/mol/mu more stable than 𝛽. In order to understand the processes of the transformations, the changes of 𝜑/𝜓, distances of NH-OC (dNH/CO) and formation energies (𝜟E, kcal/mol/mu) were examined.

Comparison of Structural Types of Proline Pentamer by Quantum Chemical Calculation (QCC)

  • Jae-Ho Sim
    • International Journal of Advanced Culture Technology
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    • 제11권2호
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    • pp.323-329
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    • 2023
  • In this study, Proline pentamer model was used to investigate change in the dihedral angle, intramolecular hydrogen bonding and formation energies during structural optimization. L-Proline (LP, as an imino acid residue) pentamers having four conformation types [β: φ/ψ=t−/t+, α: φ/ψ=g−/g−, PPII: φ/ψ=g−/t+ and Plike: φ/ψ= g−/g+] were carried out by QCC [B3LYP/6-31G(d,p)]. The optimized structure and formation energy were examined for designated structure. In LP, P-like and PPII types did not change by optimization, and β types were transformed into PPII having no H-bond independently of the designated ψ values. PPII was more stable than P-like by about 2.2 kcal/mol/mu. The hydrogen bond distances of d2(4-6) type H-bonds were 1.94 - 2.00Å. In order to understand the processes of the transformations, the changes of φ/ψ, distances of NH-OC (dNH/CO) and formation energies (ΔE, kcal/mol/mu) were examined.

DFT Study for Cage-annulated p-tert-Butylcalix[4]crown-ether Complexed with Potassium Ion

  • Kim, Kwang-Ho;Park, Seong-Jun;Choe, Jong-In
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제29권7호
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    • pp.1374-1378
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    • 2008
  • Using DFT B3LYP/6-31+G(d,p)//B3LYP/6-31G(d,p) calculation method, stable molecular structures were optimized for the p-tert-butylcalix[4]arene functionalized at lower rim by cage-annulated crown ether (1) in two different conformers and their potassium-ion complexes. Cone conformer of free host 1 was slightly more stable than partial-cone conformer. For two different kinds of complexation mode, the potassium ion in benzene-rings (bz) pocket showed comparable complexation efficiency with the cation in cage-annulated crown-ether (cr) for the cone and partial-cone conformers of 1. The complex (1${\bullet}K^+$) in the cr-binding mode for the partial-cone conformer was more stable than the cone conformer for B3LYP/6-31G(d,p) geometry optimization. However, $1_{(cone)}{\bullet}K^+$(cr) showed lower single-point energy than the $1_{(pc)}{\bullet}K^+$(cr) for B3LYP/6- 31+G(d,p) calculation method.

Molecular Structure and Vibrational Spectra of 9-Fluorenone Density Functional Theory Study

  • 이상연;부봉현
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제17권8호
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    • pp.760-764
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    • 1996
  • The molecular geometry and vibrational frequencies of 9-fluorenone have been calculated using the Hartree-Fock and Becke-3-Lee-Yang-Parr(B3LYP) density functional methods with 6-31G* basis set. Harmonic vibrational frequencies obtained from the B3LYP calculation show good agreement with the available experimental data. A few vibrational fundamentals are newly assigned based on the B3LYP results. The B3LYP calculation is reconfirmed to be useful in the assignment of the fundamental vibrational frequencies.

대용량 에너지 저장장치용 2세대 고온 초전도 코일의 특성해석 (Study on the 2G High Temperature Superconducting Coil for Large Scale Superconducting Magnetic Energy Storage Systems)

  • 이지영;이세연;김영일;박상호;최경달;이지광;김우석
    • KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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    • 제1권1호
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    • pp.157-162
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    • 2015
  • 대용량 초전도 에너지저장장치(Superconducting Magnetic Energy Storage, SMES)용 초전도 권선을 제작하기 위해서는 높은 자장특성을 가고 있는 2세대 고온초전도 (2nd Generation High-Temperature Superconductor, 2G HTS) 선재를 사용하는 것이 효율적이다. 자기에너지 저장 밀도를 높이기 위해서는 권선에 높은 전류밀도를 인가해야 하는데, 도체의 평면에 수직 방향으로 인가되는 자속밀도가 커지면 임계전류가 작아지는 2세대 HTS 선재의 특성상 토로이드 형태의 권선을 구성하는 것이 일반적이다. 이러한 고온초전도 권선을 설계하기 위해서는 권선 특성의 정확한 해석이 필요한데 이를 위해 유한요소법을 사용한 프로그램을 이용하여 해석이 가능하나 토로이드 형태의 권선은 대칭성의 문제로 3차원 해석을 해야만 하며, 이는 모델링에 많은 어려움과 높은 컴퓨터 사양, 그리고 매우 긴 계산 소요시간이 필요함을 의미한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 분석적이고 통계적으로 고온 초전도 코일에서 작용하는 최대 수직자장과 저장된 에너지를 결정하는데 이해하기 쉽고 효율적으로 계산하는 방법을 제시했다. 이 방법은 현저한 시간단축과 효율적인 설계를 할 수 있는 새로운 계산 방법으로 기존의 유한요소법에 의해 소요되는 계산 시간에 비해 1/1000정도로 계산시간 단축을 할 수 있었다.

알라닌 올리고머의 배좌구조에 관한 양자화학적 계산 (Quantum Chemical Calculations on the Conformational Structure of the Alanine Oligomer Model)

  • 심재호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.1563-1570
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    • 2015
  • 본 연구는 올리고펩티드의 연쇄성장 과정에서의 배좌의 변화를 조사하기 위하여 알라닌 올리고머 모델의 2량체 부터 5량체 까지 양자화학 계산(QCC)에 의한 구조최적화 계산을 하였다. 말단기의 영향을 확인하기 위하여 N말단 및 C말단이 공히 amide 구조를 갖는 "amide type" ($CH_3CONH-and-CONHCH_3$)과 N말단만이 methyl 구조를 갖는 "methyl type" ($CH_3NH-and-CONHCH_3$)의 2종류 모델을 준비하였다. 5량체 까지의 구조 최적화 계산 결과 3종류의 형태이성질체로 수렴이 되었다. 안정성이 높은 순서로 각각 ${\alpha}$ 나선형, PPII 유사형, ${\beta}$ 확장형으로 나타났으며, 사슬회전 방향이 서로 반대인 형태이성질체간의 에너지 값은 동일하게 나타났다 (5량체, "amide type" 좌 우회전형: ${\Delta}E=-1.05$, "methyl type" 좌 우회전형: ${\Delta}E=-1.62$). ${\alpha}$ 나선형의 모노머 단위당 에너지변화(${\Delta}E$)는 모노머의 증가와 함께 감소하였다.

자계 균일 공간 확보를 위한 소동물 실험용 5G급 자계 발생장치의 최적 설계 (Sptimum Design of a Uniform Magnetic Field Exposure System for a Small-Sized Animal Study)

  • 김상범;추장희;이동일;명성호
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제11권7호
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    • pp.1194-1203
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    • 2000
  • 1 mG부터 5 G까지 발생시킬 수 있는 소동물 실험율 60Hz 자계 발생장치를 설계하고 제작하였다. 동시에 많은 동물을 시험하기 위해서는 발생장치 내의 균일한 자계 분포 영역이 넓어야 하는데, 본 고에서는 SD-계쥐 약 50마리를 수용할수 있도록 하기 위해 소동물의 거주 공간을 장치 내부 1$\times$1$\times$1m3 크기로 하고 전체 발생장치의 크기는 1.8$\times$1.8$\times$1.8m3 입방형으로 설정하였다. 장치 내부의 자계 균일도를 검증하기 위해서 3차원 자계 계산 프로그램을 개발하였고, 이를 이용하여 거주 공간의 자계 분포가 가장 균일하게 되는 내.외곽코일의 최적 전류비 및 위치를 결정하였다. 또한 수치계산을 통한 임피던스에 근거하여 전원장치를 제작하였다. 제작된 자계 발생장치는 측정을 통하여 동물 거주 공간의 자계 최대치와 최소치의 차이가 3% 이내임을 확인할수 있었고 정밀한 소동물 자계 노출 시험용으로 사용 가능한 것으로 판단되었다.

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Dissociation of the Pyridazine Molecular Ion

  • Yim, Min Kyoung;Jung, Sun Hwa;Choe, Joong Chul
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제35권3호
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    • pp.721-724
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    • 2014
  • We have explored the potential energy surface for the dissociation of the pyridazine molecular ion using G3 model calculations. The pathways have been obtained for the formation of five possible $C_4H_4^{+{\bullet}}$ isomers by the loss of $N_2$ and the consecutive $H^{\bullet}$ loss. It is predicted that the methylenecyclopropene radical cation is the predominant product in the loss of $N_2$, which is formed via the allenylcarbene radical cation, and $CH_2=C-C{\equiv}CH^+$ is the predominant product in the consecutive $H^{\bullet}$ loss.

Decarbonylation of the 2-Hydroxypyridine Radical Cation: A Computational Study

  • Choe, Joong Chul
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제35권10호
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    • pp.3021-3024
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    • 2014
  • The potential energy surface (PES) for the dissociation of the 2-hydroxypyridine (2-HP) radical cation was determined from G3//B3LYP calculations, including the loss of CO, HCN, and HNC. The formation of the 1H-pyrrole radical cation by decarbonylation through a more stable tautomer, the 2-pyridone (2-PY) radical cation, was the most favorable dissociation pathway. Kinetic analysis by the Rice-Ramsperger-Kassel-Marcus model calculations was carried out based on the obtained PES. It is proposed that the dissociation occurs after a rapid tautomerization to 2-$PY^{{\cdot}+}$, and that most of the ions generated by ionization of 2-HP have the structure of 2-$PY^{{\cdot}+}$ at equilibrium above the tautomerization barrier.