COMPLEX

Abstrakt: 

Kvantovochemické štúdium optimálnej geometrie a elektrónovej štruktúry veľkých komplexov prechodných kovov na MP2 alebo DFT úrovni a z nich vyplývajúcich fyzikálnych a chemických vlastností látok s využitím pri vývoji katalytických systémov a liečiv.

Odbor: 
chémia
Vedecká časť: 

Na HPC STU mám bežiaci projekt zameraný na kvantovochemické výpočty komplexných zlúčenín prechodných kovov s využitím v katalýze a/alebo vo farmácii. V prípade štúdia príliš veľkých systémov, ktorých budú prekračovať technické možnosti HPC STU (veľkosť operačnej pamäti alebo pracovných súborov), by som chcel využiť výpočtové prostriedky v správe SAV. Pri štúdiu fyzikálnych a chemických vlastností látok zvyčajne vychádzame z optimálnej geometrie a elektrónovej štruktúry molekúl na DFT alebo MP2 úrovni. Moje doterajšie výsledky v tejto problematike za posledných 5 rokov boli publikované napr. v nasledujúcich CC publikáciách:

159. Cazacu M., Shova S., Soroceanu A., Machata P., Bucinsky L., Breza M., Rapta P., Telser J., Krzystek J., Arion V.B.:

         Charge and Spin States in Schiff Base Metal Complexes with a Disiloxane Unit Exhibiting a Strong Noninnocent Ligand Character: Synthesis, Structure, Spectroelectrochemistry, and Theoretical Calculations.

        Inorg. Chem.  54, 5691−5706 (2015)

160. Puškárová I., Šoral M., Breza M.:

       On NMR prediction of the effectiveness of p-phenylenediamine antioxidants.

       Chem. Phys. Let.  639, 78-82 (2015).

161. Breza M., Šoralová S., Leníková S.:

       Hemidirected [M(II)L4]q structures and Jahn–Teller effect.

       Chem. Physics 460, 56-63 (2015)

162. Puškárová I., Breza M.:

        On molecular and electron structures of neutral and charged forms of a dinuclear zinc(II)complex with diphenylamine ligands.

        Chem. Phys. Let. 639, 211-216 (2015)

157. Machata P., Herich P., Lušpai K., Bucinsky L., Šoralová S., Breza M., Kozisek J., Rapta P.:

         Redox Reactions of Nickel, Copper, and Cobalt Complexes with “Noninnocent” Dithiolate Ligands: Combined in Situ Spectroelectrochemical and Theoretical Study.

        Organometallics   33, 4846−4859 (2014)

154.  Dragancea D., Shova S., Enyedy E.A., Breza M., Rapta P., Carrella L.M., Rentschler E., Dobrov A., Arion V.B.:

        Copper(II) complexes with 1,5-bis(2-hydroxybenzaldehyde) carbohydrazone.

        Polyhedron 80, 180-192 (2014)

155. Tarabová D., Šoralová S., Breza M., Fronc M., Holzer W., Milata V.:

        Use of activated enol ethers in the synthesis of pyrazoles: reactions with hydrazine and a study of pyrazole tautomerism.

       Beilstein J. Org. Chem. 10, 752–760 (2014).

147.  Soroceanu A., Cazacu M., Shova S., Turta C., Kožíšek  J., Gall M., Breza M., Rapta P., Mac Leod T. C. O., Pombeiro A. J. L., Telser J., Dobrov A.A., Arion V.B.:

         Copper(II) Complexes with Schiff Bases Containing a Disiloxane Unit: Synthesis, Structure, Bonding Features and Catalytic Activity for Aerobic Oxidation of Benzyl Alcohol

        Eur. J. Inorg. Chem. 2013(9), 1458–1474 (2013)

148. Bučinský L., Büchel G.E., Ponec R., Rapta P., Breza M., Kožíšek J., Gall M., Biskupič S., Fronc M.,  Schiessl K., Cuzan O., Prodius D., Turta C., Shova S., Zając D.A., Arion V.B.:

         On the Electronic Structure of mer,trans-[RuCl3(1H-indazole)2(NO)], a Hypothetical Metabolite of the Antitumor Drug Candidate KP1019: An Experimental and DFT Study

         Eur. J. Inorg. Chem. 2013(14), 2505–2519 (2013)

149.  Arion V.B., Platzer S., Rapta P., Machata P., Breza M.,  Vegh D., Dunsch L., Telser J., Shova S., Mac Leod T.C.O., Pombeiro A.J.L.:

        Marked Stabilization of Redox States and Enhanced Catalytic Activity in Galactose Oxidase Models Based on Transition Metal S-Methylisothiosemicarbazonates with −SR Group in Ortho Position to the Phenolic Oxygen

         Inorg. Chem. 52 , 7524−7540 (2013).

150.  Kavala M., Boča R., Dlhan L., Brezova V., Breza M., Kozisek J., Fronc M., Herich P., Svorc L., Szolcsanyi P.:

        Preparation and Spectroscopic, Magnetic, and Electrochemical Studies of Mono-/Biradical TEMPO Derivatives.

        J. Org. Chem. 78(13), 6558-69 (2013).

143. Arion V. B., Rapta  P., Telser J., Shova S., Breza M., Lušpai  K., Kožíšek J.:

Syntheses, Electronic Structures, and EPR/UV-Vis-NIR Spectroelectrochemistry of Nickel(II), Copper(II), and Zinc(II) Complexes with a Tetradentate Ligand Based on S-Methylisothiosemicarbazide

        Inorg. Chem. 50, 2918–2931 (2011)

144. Šoralová S., Breza M.:

        DFT study of magnetic coupling in bis(pyridine-2-carboxylate)-copper(II) polymorphs

        Solid State Commun. 151(24), 1920–1923 (2011)

145. Breza M.:

        Group-Theoretical Treatment of Pseudo-Jahn-Teller Systems.

        In: Vibronic Interactions and the Jahn-Teller Effect. (Eds. M. Atanasov, C. Daul, P.L.W. Tregenna-Piggott). Prog. Theor. Chem. Phys. B 23(1),  59-82 (2012). Springer Verlag, Dordrecht, Heidelberg , London, New York 2012 (ISBN 978-94-007-2383-2, ISSN 1567-7354)

 

Socioekonomický a technologický dopad: 

Poznatky získané pri riešení projektu sa využijú pri vývoji nových katalytických systémov a liečiv.

Technická časť: 

Pri štúdiu  predpokladám použitie balíka Gaussian09, vzhľadom na nezakúpenie podporného softvéru Linda len na 1 nóde. Vzhľadom na moje skúsenosti aj s inými kvantovochemickými programami (predovšetkým VASP a Turbomole) v prípade ich potreby je možné aj využite viacerých nódov, na rozdiel od Gaussianu (HLRS Stuttgart, NIC Julich), nemám však skúsenosti s ich škálovaním na superpočítačoch. Odhad 30 000 CPU hodín je len približný, skutočná potreba bude závisieť od tech. možností HPC STU a od veľkosti študovaných systémov.

Prepojenie s grantovými úlohami: 
VEGA 1/0598/16
Spolufinancovanie: 
192.00
Výstupy: 
Breza M.: DFT studies of camptothecin aggregation in solutions Comput. Theor. Chem. 1143, 1-8 (2018)