Strossmayerov trg 4, HR - 10000 ZAGREB
tel.: (01) 459 44 44, faks: (01) 459 44 69
E-mail: ured@znanost.hr
SVIBOR - Prikupljanje podataka o projektima u RH
Šifra projekta: 1-07-159
RAZVOJ I PRIMJENA MODELA U KEMIJI
Glavni istraživač
: TRINAJSTIĆ, NENAD (50450) Suradnici
ŠOŠKIĆ, MILAN (66031)
BILINSKI, HALKA (3672)
BOSANAC, SLOBODAN-DANKO (4730)
SABLJIĆ, ALEKSANDAR (42006)
JURIĆ, ALBIN (157686)
NIKOLIĆ, SONJA (84281)
GRAOVAC, ANTE (14191)
ŽIVKOVIĆ, TOMISLAV (55714)
BABIĆ, DARKO (53240)
RUŠČIĆ, LJILJANA (81904)
CVITAŠ, TOMISLAV (7373)
AMIĆ, DRAGAN (86325)
HORVATIĆ, DAVOR (125984)
LUČIĆ, BONO (900223)
PETROVIĆ-DOŠLIĆ, NAĐA (158946)
SEKUŠAK, SANJA (179795)
MEDVEN, ŽELJKA (900546)
ŠIMEK, VIŠNJA (900674)
Tip istraživanja: temeljno Trajanje od: 01.01.91. do 31.12.95. Ukupno radova na projektu: 286
Radovi na projektu citirani u Current Contents: 162
Naziv ustanove: Institut "Ruđer Bošković", Zagreb (98) Odjel/Zavod: Odjel Kemija Adresa: Bijenička cesta 54 Grad: 10000 - Zagreb, Hrvatska
Komunikacija
teleFaks: 385 (0)1 272-648
Telefon: 385 (0)1 424-689
Telefon: 385 (0)1 4561-111/1635
teleFaks: 385 (0)1 425-497
E-mail: trina@olimp.irb.hr
Sažetak: Razvijamo 3-D molekularne deskriptore i testiramo njihovu upotrebljivost u QSAR modelima, kao i QSAR model zasnovan na indeksu molekularne povezanosti za izračunavanje particijskih koeficijenata komercijalnih kemikalija. Za potrebe razvoja QSAR modela definiraju se i testiraju novi molekularni deskriptori koji se izvode iz topološke, geometrijske i elektronske strukture molekula. Fizičko-kemijske procese na mikroskopskoj skali studiramo metodama diskretne i kompjutorske matematike. Bavimo se problemom prebrojavanja acikličkih šetnji i konjugiranih prstenova u molekularnim grafovima, kao i prekrivanjem rešetki i velikih grafova dimerima. Proširujemo doseg modela konjugiranih krugova kao i BORT metode na velike molekularne sustave. Radimo na određivanju strukture i svojstava ugljikovih kaveza nazvanih fullerenima. Posebna pažnja je posvećena generiranju i prebrojavanju izomera fullerena, mogućnosti njihove interkonverzije, simetrijskim svojstvima, te njihovom dvo- i tro-dimenzionalnom prikazu. Istražujemo neelastične sudare atoma i molekula u modelu čvrste jezgre. U istom modelu proučavamo i proces disocijacije molekula u sudaru s atomom. Svojstva rezonancija u adijabatskim sudarima atoma istražujemo u prisutnosti vanjskog elektrostatskog polja. Razvijamo kompjutorsku iterativnu metodu za predviđanje sekundarne strukture membranskih proteina.
Ključne riječi: Teorijski modeli, diskretna matematika u kemiji, molekularni deskriptori, QSAR modeli, sekundarna struktura membranskih proteina, modeliranje svojstava i stabilnosti konjugiranih sustava i površina, ugljikovi kavezi - fullereni, metoda perturbacije niskog ranga, model konjugiranih krugova, neelastični sudari, model čvrste jezgre, disocijacija sudarom, rezonancije, neadijabatski sudari, kemija okoliša.
Ciljevi istraživanja: Opći cilj projekta je razvoj teorijskih modela
i njihova primjena na sustav vertikalno povezanih problema u kemiji.
Specifični ciljevi projekta su razvoj matematičkih, kompjutorskih,
kvantno-kemijskih i dinamičkih modela te njihova primjena na određene
kemijske probleme važne za suvremenu kemiju i kemijsku fiziku. (a)
Matematički modeli. Primjenom topoloških indeksa i drugih strukturnih
parametara razvijeni su kvantitativni modeli koji unutar pogreške mjerenja
predviđaju koeficijente razdjeljenja 1-oktanol/voda za policikličke
aromatske uglikovodike (PAH), njihove heteroanaloge s atomima dušika,
kisika i sumpora, njihove alkil-, kloro-, amino- i hidroksil- derivate, te
klorirane benzene i klorirane bifenile (PCB). Naša istraživanja su ukazala
nanedostatke postojećih modela kao i na potrebu provjere nekih izmjerenih
koeficijenata razdjeljenja 1-oktanol/voda. Statističkim metodama (metoda
glavnih komponenata, analiza"klastera", linearna regresija jedne ili više
varijabli) istraživana je veza strukturnih i kvantno-kemijskih parametara
s asorpcijskim svojstvima poljoprivrednih kemikalija. Razvijen je
kvalitetan model za predviđanje koeficijenata sorpcije na tlu za
organofosforne spojeve te preliminarni modeli za triazine, karbamate,
acetanilide i derivate uree. Istraživanja su pokazala da je za modeliranje
sorpcijskih svojstava polarnih molekula neophodno primijeniti parametre
koji opisuju elektronska svojstva proučavanih molekula. Došli smo i do
novih saznanja na molekularnom nivou o mehanizmima procesa adsorpcije
organskih kemikalija na tlu. Primjenom ranije opisanih statističkih metoda
dobiven je kvalitetan model za predviđanje selektivnosti poznate skupine
herbicida (fenoksiakrilata) u sustavu riža/trava. To jeznačajan rezultat
jer je do sada u znanstvenoj literaturi objavljeno tek par modela koji
uspješno opisuju selektivnost neke od poznatih skupina komercijalnih
herbicida. Primjenom matematičkih modela objasnili smo niz vlastitih i
literaturnih podataka o homogenim i heterogenim ravnotežama u vodenim
otopinama različitih ionskih jakosti (razrijeđene vodene otopine NaCl,
prirodne vode i otpadne vode, te krvni serum). Većina rezultata je
povezana s problemom zaštite okoliša od toksičnih metala i organskih
zagađivala. (b) Kompjutorski modeli. Razvijen je model perturbacije
niskog ranga za realne matrice. Primjenom sustava za induktivno učenje
razvijena su strukturna pravila za predviđanje brze ili spore razgradnje
organskih zagađivala u okolišu. Ispitivane su mogućnosti primjene transfer
matrice na višedimenzionalne sustave. Dosadašnji rezultati pokazuju da je
moguće formalizirati izgradnju transfer matrice za monomer bilo koje
veličine u drugim dimenzijama. Osim za problem prekrivanja dimerima,
transfer matrica primjenjena je i za konstruiranje polinoma konjugiranih
prstenova za benzenoidne polimere. Razvili smo algoritam za generiranje
fullerenskih izomera i analizirali mogućnost njihove interkonverzije
Stone-Wales transformacijom. Istražena su simetrijska svojstva izomera
fullerena, a posebno su studirani postupci za prikaz fullerenskih
struktura u dvije i tri dimenzije. (c) Kvantno-kemijski modeli. Razvijen
je model konjugiranih krugova (semi-empirijski VB model) za predviđanje
strukture, aromatičnosti i reaktivnosti heterocikličkih sustava (s atomima
kisika, dušika i sumpora) i velikih uglikovih grozdova, koji se pojavljuju
kao središte nukleacije kod formiranja čađi, a također mogu biti od
presudne važnosti u astrokemiji. Pronađena je korelacija dugog dosega u VB
strukturama benzenskih mreža i kvadratično planarnih mreža. (d) Dinamički
modeli. Cilj je pronaći jednostavna pravila koja bi omogućila inverziju
udarnih presjeka kao i doprinos teoriji kinetike razrijeđenih plinova,
npr. molekulskih oblaka. Razvijen je model raspršenja s čvrstom jezgrom i
primjenom na analizu udarnih presjeka atoma na višeatomskim molekulama.
Razvijena je klasična teorija raspršenja s valnim paketima i primijenjena
na analizu dinamike čestice u jakim elektromagnetskim poljima.
SURADNJA - PROJEKTI
Naziv projekta
: F-918 EXPOSURE ASSESSMENT METHODS FOR
GROUNDWATER QUALITY Naziv ustanove: NATIONAL INSTITUTE OF ENVIRONMENTAL HEALTH SCIENCES Grad: NC 27709 - RESEARCH TRIANGLE PARK, U.S.A.
Naziv projekta
: F-986 Collisions of Metal Clusters and Atoms Naziv ustanove: University of Florida Grad: FL 32611 - Gainesville, Florida, U.S.A.
Naziv projekta
: JF-001 Mathematical and computational studies in
quantum chemistry Naziv ustanove: Texas A&M University at Galveston, Galveston, Texas,
USA Grad: Galveston, Texas, USA
SURADNJA - USTANOVE
Naziv ustanove
: Fakultet poljoprivrednih znanosti Tip ustanove: Sveučilište/Fakultet Grad: 10000 - Zagreb, Hrvatska
Naziv ustanove
: National Institutes of Health Tip ustanove: Državni institut Tip suradnje: Povremena razmjena informacija Grad: MD 20892 - BETHESDA, U.S.A.
Naziv ustanove
: Univeristy of Utrecht Tip ustanove: Gospodarstvena/Proizvodna Grad: NL-3508 TD - UTRECHT, NIZOZEMSKA
Naziv ustanove
: Kernforschungszentrum Karlsruhe Tip ustanove: Sveučilište/Fakultet Grad: D-76021 - KARLSRUHE, Njemačka
Naziv ustanove
: LPC, d.o.o. Tip ustanove: Neprofitna Grad: 10000 - Zagreb, Hrvatska
Naziv ustanove
: National Institute of Environmental Health
Sciences Tip ustanove: Sveučilište/Fakultet Grad: NC 27709 - RESEARCH TRIANGLE PARK, U.S.A.
Naziv ustanove
: MacAda Tip ustanove: Neprofitna Grad: 61000 - Ljubljana, Slovenija
Naziv ustanove
: CEC-Joint Research Center Tip ustanove: Državna uprava Grad: I-21020 - Ispra (VA), Italija
Naziv ustanove
: Masaryk University Tip ustanove: Gospodarstvena/Proizvodna Grad: 602 00 - Brno, Czech Republic
Naziv ustanove
: National Institute of Public Health and
Environmental Protection Tip ustanove: Međunarodna organizacija Grad: NL-3720 BA - Bilthoven, Nizozemska
Naziv ustanove
: University of Umea Tip ustanove: Gospodarstvena/Proizvodna Grad: S-90187 - Umea, Švedska
Naziv ustanove
: CTIS Tip ustanove: Neprofitna Grad: F-69003 - Lyon, Francuska
Naziv ustanove
: GSF-Forschungszentrum fur Umwelt und Gesundheit Tip ustanove: Sveučilište/Fakultet Grad: D-8042 - Neuherberg, Njemačka
Naziv ustanove
: The Volcani Center, Agricultural Research
Organization, Institute of Soils and Water Tip ustanove: Sveučilište/Fakultet Grad: 50250 - Bet-Dagan, Izrael
Naziv ustanove
: Heinrich Heine University, Duesseldorf, Germany Tip ustanove: Gospodarstvena/Proizvodna Grad: Duesseldorf, Germany
Naziv ustanove
: Drake University, USA Tip ustanove: Sveučilište/Fakultet Tip suradnje: Sustavna razmjena informacija Grad: Des Moines, Iowa, USA
Naziv ustanove
: University of Bucharest Tip ustanove: Sveučilište/Fakultet Tip suradnje: Povremena razmjena informacija Grad: Bucharest, Romania
Naziv ustanove
: University of Reading Tip ustanove: Gospodarstvena/Proizvodna Grad: Reading, England, UK
Naziv ustanove
: Institut Jožef Stefan Tip ustanove: Državni institut Tip suradnje: Sustavna razmjena informacija Grad: 61000 - Ljubljana, Slovenija
Naziv ustanove
: Texas A&M University at Galveston Tip ustanove: Sveučilište/Fakultet Tip suradnje: Sustavna razmjena informacija Grad: Galveston, Texas, USA
Naziv ustanove
: Farmaceutsko-biokemijski fakultet Tip ustanove: Gospodarstvena/Proizvodna Grad: 10000 - Zagreb, Hrvatska
Naziv ustanove
: Argonne National Laboratory Tip ustanove: Sveučilište/Fakultet Grad: IL 60439 - Argonne, U.S.A.
Naziv ustanove
: University of Parma, Department of Informatics Tip ustanove: Gospodarstvena/Proizvodna Tip suradnje: Povremena razmjena informacija Grad: Parma, Italija
Naziv ustanove
: State University of New York at Stony Brook Tip ustanove: Sveučilište/Fakultet Tip suradnje: Povremena razmjena informacija Grad: Stony Brook, New York, U.S.A.
Naziv ustanove
: University of Florida Tip ustanove: Sveučilište/Fakultet Tip suradnje: Povremena razmjena informacija Grad: FL 32611 - Gainesville, Florida, U.S.A.
Naziv ustanove
: U.S. Geological Surwy Tip ustanove: Sveučilište/Fakultet Grad: Menlo Park, California, U.S.A.
Naziv ustanove
: Kernforschungsanlage Juelich Tip ustanove: Sveučilište/Fakultet Grad: Juelich, Njemačka Ostali podaci o projektu.