前田 理 (マエダ サトシ)

理学研究院 化学部門 物理化学分野教授
工学研究院教授
総合イノベーション創発機構化学反応創成研究拠点教授
附属社会創造数学研究センター教授

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士(理学), 東北大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ ID 各種
研究者番号
  • 60584836
ORCID IDJ-Global ID■ 研究キーワード・分野
研究キーワード
  • 理論化学
  • 人工力誘起反応法
  • 遷移状態
  • 量子化学計算
  • 生化学反応
  • 反応経路自動探索
  • 酵素反応
  • 自動探索
  • 反応経路
研究分野
  • ナノテク・材料, 基礎物理化学
■ 担当教育組織

経歴

■ 経歴
経歴
  • 2018年10月 - 現在
    北海道大学, 化学反応創成研究拠点(WPI-ICReDD), 拠点長
  • 2017年04月 - 現在
    北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授
  • 2017年07月 - 2023年03月
    物質・材料研究機構, 招聘主席研究員
  • 2014年01月 - 2017年03月
    北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授
  • 2012年02月 - 2013年12月
    北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教
  • 2010年04月 - 2012年01月
    京都大学, 白眉プロジェクト, 特定助教
  • 2007年04月 - 2010年03月
    日本学術振興会, 特別研究員PD
学内役職歴
  • 創成研究機構化学反応創成研究拠点長, 2018年10月23日 - 2024年12月31日
  • 総合イノベーション創発機構化学反応創成研究拠点長, 2025年1月1日 - 2026年3月31日

研究活動情報

■ 論文
■ その他活動・業績
■ 主な担当授業
  • 分子化学A(分子理論化学), 2024年, 修士課程, 総合化学院
  • 化学実験Ⅱ, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 化学実験B, 2024年, 学士課程, 総合教育部
  • 量子化学Ⅱ, 2024年, 学士課程, 理学部
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • メカノケミカル触媒が拓く有機合成のパラダイム転換
    科学研究費助成事業
    2026年04月01日 - 2031年03月31日
    伊藤 肇; 八木 亜樹子; 前田 理; 久保田 浩司; 伊藤 英人; 陳 旻究; 江 居竜
    日本学術振興会, 特別推進研究, 北海道大学, 26H00002
  • 化学反応創成研究拠点
    世界トップレベル研究拠点(WPI)
    2018年10月 - 2026年03月
    前田理
    日本学術振興会(JSPS), 研究代表者, 競争的資金
  • 化学反応創成知能
    戦略的創造研究推進事業(ERATO)
    2019年10月 - 2025年03月
    前田理
    科学技術振興機構(JST), 研究代表者, 競争的資金
  • レドックスメカノケミストリーによる固体有機合成化学
    戦略的創造研究推進事業(CREST)
    2019年10月 - 2025年03月
    伊藤肇
    科学技術振興機構(JST), 競争的資金
  • 前田化学反応創成知能プロジェクト
    戦略的な研究開発の推進 戦略的創造研究推進事業 ERATO
    2019年 - 2024年
    前田 理; 岩田 覚
    本プロジェクトでは、世界に先駆けて開発した反応経路自動探索技術(AFIR法)と、組合せ最適化技術を基盤とし、量子化学計算、情報科学、さらにはマテリアルズ・インフォマティクスの技術を統合することで、化学反応における「原子の動きの全貌」を予測し、有用な未知の化学反応を次々に提案する「化学反応創成知能」を創出します。 具体的には、AFIR法を用い、さまざまな反応物や触媒の組み合わせに対して「反応経路ネットワーク」を計算し、得られる反応経路データベースから目的物合成に適した化学反応を迅速に設計・提案するシステムを構築します。このとき、目的生成物の収率が最大となる反応物の組み合わせを導くために、組合せ最適化技術を活用します。また、反応経路ネットワークから反応性を支配する因子を抽出し、分子構造との相関を学習させることで、反応性を言い当てられる機械を創出します。 また、「化学反応創成知能」は実験的には検出できない超微量な副生物の存在まで明らかにできるため、そこから未知の化学反応が発見される期待もあります。さらに、合成ロボットへの「化学反応創成知能」の実装を試み、目的とする物質を生成するのに最適な化学反応を発見するスピードを大幅に加速することを目指します。
    科学技術振興機構, 北海道大学
  • 非対称稠密反応空間による不斉ホウ素化
    科学研究費助成事業
    2018年04月01日 - 2022年03月31日
    伊藤 肇; 関 朋宏; 前田 理; 百合野 大雅
    本研究は、結晶・固体と液晶との中間の性質を持つソフトクリスタルの機能拡張とメカニズム解明を目指して行われた。新たなソフトクリスタルとして、外部刺激によって、ジャンプする性質を持つ結晶の開発と機構解明に成功した。また、結晶内で分子レベルの回転部位を持つ発光性アンフィダイナミック結晶や発光性強弾性錯体の開発にも成功した。さらにソフトクリスタルの研究から着想を得て、新しいメカノケミカル有機合成反応を多数見いだした。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 18H03907
  • 反応経路自動探索法を基盤とする化学反応の理論設計技術
    戦略的創造研究推進事業(CREST)
    2014年10月 - 2020年03月
    前田理
    科学技術振興機構(JST), 研究代表者, 競争的資金
  • 複合的因子を考慮した励起反応ダイナミクスの理論研究
    科学研究費助成事業
    2014年04月01日 - 2017年03月31日
    武次 徹也; 前田 理; 中山 哲
    30原子サイズの実在分子の非断熱領域を含む励起反応ダイナミクスに対し、第一原理シミュレーションを行う理論手法としてスピン反転時間依存密度汎関数法に着目し、複数の電子状態から対象となる電子状態を追跡する手法を導入してダイナミクス計算を可能にした。最先端のレーザー分光実験研究と連携し、スチルベンおよびその誘導体の光異性化反応、さらに1,2-ブタジエンの光励起失活過程について反応機構とダイナミクスを解明し、実験だけでは理解が困難な反応収率、励起寿命、失活後の分子運動などを説明することに成功した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 26288001
  • 複雑分子系の化学反応の計算化学的研究
    科学研究費助成事業
    2012年10月31日 - 2015年03月31日
    諸熊 奎治; 前田 理; イレス テファン
    推進してきた複雑分子系の化学反応の理論化学・計算化学的研究をさらに発展させることを目的として、1. 化学反応径路自動探索(GRRM)戦術の構築と応用、2. 複雑分子系の励起電子状態の化学反応、3. 均一系触媒反応機構とその制御、4. 炭素ナノ構造生成及び反応の機構と制御、5. ONIOM法を用いた生体分子内での化学反応機構と動力学について、計算化学的研究を行った。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 京都大学, 24245005
  • 生化学反応機構の系統的解明のための化学反応経路自動探索法の開発
    科学研究費助成事業
    2011年04月01日 - 2015年03月31日
    前田 理
    本研究では反応経路自動探索法の開発を進め、その酵素反応への応用を行った。開始当初は、代表者の前田が以前から開発してきた非調和下方歪み追跡法を用いたアプローチの確立に取り組んだ。一方、研究過程において、人工力誘起反応法が大きな分子系においてより高い適用性を示すことが分かった。そこで、人工力誘起反応法を用い、イソペニシリンNシンターゼによるペニシリン合成過程の第一ステップに関する反応経路自動探索を実施した。このとき、ONIOM法と人工力誘起反応法とを組み合わせ、約5千原子からなる同酵素に対する反応経路自動探索を実現した。また人工力誘起反応法の開発にも注力し、その有機反応への応用も精力的に行った。
    日本学術振興会, 若手研究(A), 23685004