Application of ab initio molecular dynamics (AIMD) methods to transition metal catalyzed reactions combined with further development of AIMD programs

• Applicant: Dr. Dieter Gleich
• Subject Area: Inorganic Molecular Chemistry - Synthesis and Characterisation
• Term: from 2001 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5327432

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist ein theoretisch fundiertes Verständnis Übergangsmetall(ÜM)-katalysierter Reaktionen. Um eine Katalyse angemessen zu simulieren, sollte die jeweilige Reaktionsführung (homogen/heterogen, Art des Lösungsmittels, Temperatur etc.) berücksichtigt werden. Im Gegensatz zu bisherigen theoretischen Untersuchungen werden somit Umgebungs-Parameter einbezogen. Den theoretischen Angelpunkt bilden ab initio-Moleküldynamik(AIMD)-Methoden, da sie gegenüber statischen quantenmechanischen Methoden entscheidende Vorteile bieten. Parallel zur Anwendung erfolgt eine Weiterentwicklung der AIMD-Programme CPMD 3.3 bzw. QUICKSTEP 2.1 für die relevanten großen Systeme (Implementation einer Quantenmechanik-Molekülmechanik(QM-MM)-Kopplung und/oder Optimierung des Algorithmus in Richtung lineare Skalierung). Als gemeinsame Testreaktion wird die Hydroformylierung gewählt. Die gewonnenen Erfahrungen sollen auf andere ÜM-katalysierte Reaktionen übertragen werden, wobei mittelfristig eine Zusammenarbeit mit experimentell arbeitenden Chemikern geplant ist.

• DFG Programme: Research Fellowships
• International Connection: Switzerland
• Cooperation Partner: Professor Dr. Jürg Hutter