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ラジカル重合における遷移状態のデータベースTransition State Libraries for Radical Polymerization (TSLRP)

MOPAC、PM3を使ってラジカルがモノマーにアタックする遷移状態を求めて、データベースを構築した。

用いたモノマーは Methyl acrylate（メチルアクリレート：AM), acrylonitrile (アクリロニトリル：AN), maleic anhydride (無水マレイン酸：Mal), Methyl Methacrylate(メチルメタクリレート：MMA), styrene (スチレン：St), vinyl acetate (酢酸ビニル：VAc), Vinyl chloride (塩化ビニル：VC), vinylidene chloride (塩化ビニリデン：VDC), vinyl fluoride(フッ化ビニル：VF), Acrylic acid (アクリル酸：AA), Allyl chloride (アリルクロライド：AllC), acrylamide (アクリルアミド：AMD), Butadiene (ブタジエン：BD), cyclohexene (シクロヘキセン：cHn), acrolein (アクロレイン：CHO), Glycidyl Methacrylate(グリシジルメタクリレート：GMA), methacrylic acid (メタクリル酸：MAA), methacrylonitrile (メタクリロニトリル：MAN), Methyl Vinyl ether (メチルビニルエーテル：MeO) vinylidene fluoride(ビニリデンフルオライド：VDF) の20モノマーである。

Headの位置がラジカルになったモノマーが他のモノマーにアタックする遷移状態なので、全部で20*20=400の遷移状態が存在する。そのうち、９つの系はもとまらなかったが、残りは、マイナスの振動がひとつだけで、その振動方向がラジカルがモノマーのtailにアタックする正しい遷移状態であった。

遷移状態がどのような構造で、振動がどんなものかをブラウザー上で確認できるように、 遷移状態データベース (TSDB) を構築した。このデータベースは、JAVAとJavaScriptを使って表示するので、ブラウザーの設定でこれらが有効になっているか確認の上、利用してほしい。（なにぶんずいぶん昔に作ったので動かないかもしれない。その場合はあっさり諦めていただきたい。macではいまだに動く。） 2011.11.20　新たなHTML5バージョンのTSビュアーをアップロードした。

活性化エネルギーと実験値のr1r2と比べてみると、半経験的な分子軌道法MOPACの精度ではあまり良く合わないことがわかった。そこで、MOPACで得た遷移状態から非経験的分子軌道法（B3LYP/6-31G**）の入力構造を作り、計算を行った。これを400個全部について計算するのはやなので、100個ぐらい計算して、残りの遷移状態については、ニューラルネットワークで、活性化エネルギーと頻度因子を推算してしまうことにした。

そうして、B3LYP/6-31G**レベルの活性化エネルギーと頻度因子を使ってラジカル重合のモノマーシーケンスを推算するモンテ・カルロのシミュレータを作ってみた。

遷移状態のデータベースTransition State Libraries for Radical Polymerization (TSLRP) の詳しい説明はこちらを参照してください。

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