Finding free-energy landmarks of chemical reactions

化学反応における自由エネルギーランドマークの探索

志賀 基之   ; Tuckerman, M. E.*

Shiga, Motoyuki; Tuckerman, M. E.*

反応経路の予測は、理論・計算化学の最も重要な課題の一つである。本論文では、最急降下法と最緩上昇法の組み合わせを用いて、化学反応の自由エネルギーランドマーク、すなわち最小および鞍点を自動探索するための新手法を提案する。この手法を実証するため、ベンゾシクロブテンの開環反応や水溶液中のSN2反応への応用例を紹介する。

Predicting reaction pathways is one of the most important goals in theoretical and computational chemistry. In this paper, we propose a novel approach to search for free-energy landmarks, i.e., minima and the saddle points, of chemical reactions in an automated manner using a combination of steepest descent and gentlest ascent methods. As demonstrations, we present applications to the ring-opening reaction of benzocyclobutene and an SN2 reaction in aqueous solution.