(57)【要約】【課題】初期構造モデルを多数発生させることなく、π共役系分子のパッキング構造を予測する方法、及び装置等を提供する。【解決手段】本発明にかかる分子のパッキング構造推定方法が適用されるパッキング構造推定装置１は、パッキング構造の推定対象となるπ共役系分子の分子モデルを作成する分子モデル作成部２１と、当該分子モデルを同一平面に対して複数個配置して繰返し単位を取得し、当該繰返し単位を反映したユニットセルを作成するユニットセル作成部２２と、ユニットセルに上記分子モデルを配置する初期構造作成部２３と、分子モデルを配置した上記ユニットセルの構造を、分子力学法により、化学的により安定なパッキング構造にする構造決定部２４とを備える。【選択図】図１
2010168354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッキング構造の推定対象となるπ共役系分子の分子モデルを作成する分子モデル作成手段と、
上記分子モデルを同一平面に対して複数個配置して繰返し単位を取得し、当該繰返し単位を反映したユニットセルを作成するユニットセル作成手段と、
上記ユニットセルに２個以上の偶数個の上記分子モデルを２つずつ対をなして配置し、かつ、対をなす２つの分子モデル間の、分子モデルのπ共役平面に対して垂直方向の距離が１Å以上２Å以下の範囲内となるように配置する分子モデル配置ユニットセル作成手段と、
上記分子モデルを配置した上記ユニットセルの構造を、分子力学法により、化学的により安定なパッキング構造にする構造決定手段と、
を備えることを特徴とするπ共役系分子のパッキング構造推定装置。
【請求項２】
上記分子モデル作成手段が、分子軌道法を用いて最適化された上記分子モデルを作成することを特徴とする請求項１記載のパッキング構造推定装置。
【請求項３】
上記ユニットセル作成手段が、隣接配置される分子モデル同士の分子間距離が３Å以下となるように当該分子モデルを配置することを特徴とする請求項１又は２記載のパッキング構造推定装置。
【請求項４】
上記ユニットセル作成手段が、同一平面に対して上記分子モデルを複数個、最密に、配置することを特徴とする請求項１から３の何れか一項記載のパッキング構造推定装置。
【請求項５】
上記分子モデル配置ユニットセル作成手段が、上記対をなす２つの分子モデル同士を、基準面に対して互いに逆方向に５°以上３５°以下の範囲内で傾斜して配置することを特徴とする請求項１から４の何れか一項記載のパッキング構造推定装置。
【請求項６】
上記分子モデル配置ユニットセル作成手段が、上記ユニットセルに、上記分子モデルを２個又は４個配置することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載のパッキング構造推定装置。
【請求項７】
上記分子モデル配置ユニットセル作成手段が、上記ユニットセルに２個の分子モデルを配置し、かつ、当該分子モデル同士を、基準面に対して互いに逆方向に５°以上２５°以下の範囲内で傾斜して配置することを特徴とする請求項５記載のパッキング構造推定装置。
【請求項８】
上記分子モデル配置ユニットセル作成手段が、上記ユニットセルに４個の分子モデルを配置し、かつ、対をなす２つの分子モデル同士を、基準面に対して互いに逆方向に２０°以上３５°以下の範囲内で傾斜して配置することを特徴とする請求項５記載のパッキング構造推定装置。
【請求項９】
上記構造決定手段が、上記分子力学法にＣＯＭＰＡＳＳ力場を用いることを特徴とする請求項１から８の何れか一項記載のパッキング構造推定装置。
【請求項１０】
π共役系分子のパッキング構造推定装置を用いたパッキング構造推定方法であって、
上記パッキング構造推定装置が行う、
パッキング構造の推定対象となるπ共役系分子の分子モデルを作成する工程Ａと、
上記分子モデルを同一平面に対して複数個配置して当該分子モデルの繰返し単位を取得し、当該繰返し単位を反映したユニットセルを作成する工程Ｂと、
上記ユニットセルに２個以上の偶数個の上記分子モデルを２つずつ対をなして配置し、かつ、対をなす２つの分子モデル間の、分子モデルのπ共役平面に対して垂直方向の距離が１Å以上２Å以下の範囲内となるように配置する工程Ｃと、
上記分子モデルを配置した上記ユニットセルの構造を、分子力学法により、化学的により安定なパッキング構造にする工程Ｄと、
を含むことを特徴とするπ共役系分子のパッキング構造推定方法。
【請求項１１】
上記π共役系分子が、下記式（１）〜（１６）
【化１】
2010168354.tif 000012
（式中、Ｙは、互いに独立して、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、リン原子、及びセレン原子からなる群より選択されるへテロ原子を表す。）
で表される化合物からなる群より選択される１種の化合物分子であることを特徴とする請求項１０記載のパッキング構造推定方法。
【請求項１２】
請求項１０又は１１記載の方法により推定されたπ共役系分子のパッキング構造から、当該パッキング構造をなすユニットセルの体積と、当該ユニットセルに含まれるπ共役系分子を構成する原子の質量和とを求め、
上記質量和を上記体積で除することで当該π共役系分子のパッキング密度を予測する方法。
【請求項１３】
請求項１から９の何れか一項記載のπ共役系分子のパッキング構造推定装置を動作させるプログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１４】
請求項１３記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、π共役系分子のパッキング構造を、理論計算を用いて予測する新規な方法、及び装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば芳香族化合物、及び複素芳香族化合物等のπ共役系分子のパッキング構造を予測する方法として、モンテカルロ法（ＭＣ法）を利用した初期構造モデルの作成工程と、分子力学法（ＭＭ法）に基づく最適モデルの選択工程とを組み合わせた方法が知られている（非特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Reviews in Computational Chemistry, Vol. 12, K.B.Lipkowitz and D.B.Boyd, Wiley-VCH,New York, 281-365, 1998
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＭＣ法を利用した初期構造モデルの作成工程では、乱数を利用して分子をランダムに配置するために、数千程度の多数の初期構造モデルを発生させる必要があった。
【０００５】
本発明の目的は、多数の初期構造モデルを発生させることなく、π共役系分子の好適なパッキング構造を予測する方法等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明者等は、上記課題を解決するために、π共役系分子のパッキング構造推定装置及び方法について鋭意検討を行った。その結果、ＭＭ法による最適化の対象となるπ共役系分子の初期構造の作成方法及び手段を検討すれば上記課題を解決できることを見出し、本願発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明に係るπ共役系分子のパッキング構造推定装置は、上記の課題を解決するために、パッキング構造の推定対象となるπ共役系分子の分子モデルを作成する分子モデル作成手段と、当該分子モデルを同一平面に対して複数個配置して繰返し単位を取得し、当該繰返し単位を反映したユニットセルを作成するユニットセル作成手段と、当該ユニットセルに２個以上の偶数個の上記分子モデルを２つずつ対をなして配置し、かつ、対をなす２つの分子モデル間の、分子モデルのπ共役平面に対して垂直方向の距離が１Å以上２Å以下の範囲内となるように配置する分子モデル配置ユニットセル作成手段と、分子モデルを配置した当該ユニットセルの構造を、分子力学法により、化学的により安定なパッキング構造にする構造決定手段と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
上記の構成によれば、ユニットセル作成手段にて作成された単一のユニットセルに分子モデルが配された初期構造に基づきパッキング構造を推定するため、従来と比較して初期構造モデルを多数発生させることなく、π共役系分子のパッキング構造を予測することができるという効果を奏する。
【０００９】
本発明に係るパッキング構造推定装置では、パッキング構造の予測精度が向上するため、分子モデル作成手段が、分子軌道法を用いて最適化された上記分子モデルを作成することが好ましい。
【００１０】
本発明に係るパッキング構造推定装置では、ユニットセル作成手段が、隣接配置される分子モデル同士の分子間距離が３Å以下となるように当該分子モデルを配置することが好ましく、同一平面に対して上記分子モデルを複数個、最密に、配置することがより好ましい。
【００１１】
本発明に係るパッキング構造推定装置では、パッキング構造の予測精度が向上するため、分子モデル配置ユニットセル作成手段が、対をなす２つの分子モデル同士を、基準面に対して互いに逆方向に５°以上３５°以下の範囲内で傾斜して配置することが好ましい。また、上記ユニットセルに、上記分子モデルを２個又は４個配置することが好ましい。
【００１２】
さらに、分子モデル配置ユニットセル作成手段が、ユニットセルに２個の分子モデルを配置し、かつ、当該分子モデル同士を、基準面に対して互いに逆方向に５°以上２５°以下の範囲内で傾斜して配置することが好ましい。
さらに、分子モデル配置ユニットセル作成手段が、ユニットセルに４個の分子モデルを配置し、かつ、対をなす２つの分子モデル同士を、基準面に対して互いに逆方向に２０°以上３５°以下の範囲内で傾斜して配置することが好ましい。
【００１３】
本発明に係るパッキング構造推定装置では、構造決定手段が、上記分子力学法にＣＯＭＰＡＳＳ力場を用いることが好ましい。
【００１４】
本発明に係るπ共役系分子のパッキング構造推定方法は、上記の課題を解決するために、上記パッキング構造推定装置が行う、パッキング構造の推定対象となるπ共役系分子の分子モデルを作成する工程Ａと、上記分子モデルを同一平面に対して複数個配置して当該分子モデルの繰返し単位を取得し、当該繰返し単位を反映したユニットセルを作成する工程Ｂと、上記ユニットセルに２個以上の偶数個の上記分子モデルを２つずつ対をなして配置し、かつ、対をなす２つの分子モデル間の、分子モデルのπ共役平面に対して垂直方向の距離が１Å以上２Å以下の範囲内となるように配置する工程Ｃと、上記分子モデルを配置した上記ユニットセルの構造を、分子力学法により、化学的により安定なパッキング構造にする工程Ｄと、を含むことを特徴としている。
【００１５】
上記の方法によれば、工程Ｂにて作成された単一のユニットセルに分子モデルが配された初期構造に基づきパッキング構造を推定するため、従来法と比較して初期構造モデルを多数発生させることなく、π共役系分子のパッキング構造を予測することができるという効果を奏する。
【００１６】
本発明に係るパッキング構造推定方法では、上記π共役系分子が、後述する式（１）〜（１６）で表される化合物からなる群より選択される１種の化合物分子であることがより好ましい。これによれば、分子内における屈曲が生じにくく、ＭＭ計算を安定的に実行することができる。
【００１７】
本発明は、さらに、推定されたπ共役系分子のパッキング構造からπ共役系分子のパッキング密度を予測する方法、パッキング構造推定装置を動作させるプログラム、及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、多数の初期構造モデルを発生させることなく、π共役系分子の好適なパッキング構造を予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るパッキング構造予測装置の一例を説明する概略図である。
【図２】本発明に係るパッキング構造推定方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る方法において、平面上に隙間無く、ＤＮＴＴの分子モデルを配置した状態の一例を示す模式図である。
【図４】本発明に係る方法において、ユニットセルの初期構造にＤＮＴＴの分子モデルを２つ配置した状態の一例を示す模式図である。
【図５】図４に示す分子モデルの配置状態を異なる方向から見た状態を示す模式図である。
【図６】本発明に係る方法において、最適化されたユニットセルの構造の一例を示す模式図である。
【図７】Ｘ線解析により得られたＤＮＴＴの結晶構造の一例を示す図面である。
【図８】本発明に係る方法において、平面上に隙間無く、ＢＤＴの分子モデルを配置した状態の一例を示す模式図である。
【図９】本発明に係る方法において、ユニットセルの初期構造にＢＤＴの分子モデルを４つ配置した状態の一例を示す模式図である。
【図１０】図９に示す分子モデルの配置状態を異なる方向から見た状態を示す模式図である。
【図１１】（ａ）・（ｂ）は、本発明に係る方法において、ユニットセルの初期構造にペンタセンの分子モデルを２つ配置した状態の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
〔π共役系分子のパッキング構造推定装置〕
図１は、本発明に係るパッキング構造推定装置１の構成の一例を示す概略図である。パッキング構造推定装置１は、入力部１１、制御部２０、及び出力表示部１２を備える。
【００２２】
入力部１１は、制御部２０で処理される情報をユーザが入力する入力装置である。入力部１１は、例えば、マウス、キーボード、又はタッチパネル等で構成される。
【００２３】
出力表示部１２は、制御部２０での処理結果をユーザに提示する表示装置である。出力表示部１２は、例えば、液晶表示装置等で構成される。
【００２４】
制御部２０は、分子モデル作成部（分子モデル作成手段）２１、ユニットセル作成部（ユニットセル作成手段）２２、初期構造作成部（分子モデル配置ユニットセル作成手段）２３、構造決定部（構造決定手段）２４、及び密度推定部２５を備える。
【００２５】
分子モデル作成部２１は、パッキング構造の推定対象となるπ共役系分子の分子モデルを作成する。そして、分子モデル作成部２１は、作成した分子モデルを、ユニットセル作成部２２及び初期構造作成部２３での処理に供する。
【００２６】
ユニットセル作成部２２は、分子モデル作成部２１から供された上記分子モデルを同一平面に対して複数個配置して繰返し単位を取得する。次いで、当該繰返し単位を反映したユニットセルを作成する。そして、ユニットセル作成部２２は、作成したユニットセルを、初期構造作成部２３での処理に供する。
【００２７】
初期構造作成部２３は、分子モデル作成部２１から供された上記分子モデルを、ユニットセル作成部２２から供されたユニットセルに配置する。これにより、分子モデルを配置したユニットセルの初期構造を作成する。そして、初期構造作成部２３は、作成したユニットセルの初期構造を構造決定部２４での処理に供する。
【００２８】
構造決定部２４は、分子モデルを配置した上記ユニットセルの初期構造を、分子力学法により、化学的により安定なパッキング構造にする。そして、最終的に得られた化学的により安定なパッキング構造を、当該分子のパッキング構造の基本単位であるユニットセルと推定する。また、構造決定部２４は、必要に応じてここで得られたユニットセルの構造情報を密度推定部２５での処理に供する。
【００２９】
密度推定部２５は、構造決定部２４から供されたユニットセルの体積、及び当該ユニットセル内の原子の質量の総和（質量和）を計算し、さらに当該質量和をユニットセルの体積で除する計算を行うことで分子モデルのパッキング密度をもとめ、この計算結果をπ共役系分子がパッキングされた場合の密度と推定する。
【００３０】
なお、分子モデル作成部２１、ユニットセル作成部２２、初期構造作成部２３、構造決定部２４、及び密度推定部２５での処理結果は全て出力表示部１２に表示される。従って、ユーザは、処理結果を視認しながら操作を行うことができる。
【００３１】
制御部２０における処理フローの一例は、以下に詳細に説明を行う。
【００３２】
〔π共役系分子のパッキング構造推定方法、及び処理フロー〕
本発明に係るπ共役系分子のパッキング構造推定方法は、パッキング構造推定装置１を用いて、パッキング構造の推定対象となるπ共役系分子の分子モデルを作成する工程Ａと、当該分子モデルを同一平面に対して複数個配置して分子モデルの繰返し単位を取得し、当該繰返し単位を反映したユニットセルを作成する工程Ｂと、上記ユニットセルに上記分子モデルを配置した初期構造を作成する工程Ｃと、上記分子モデルを配置した上記ユニットセルの構造（初期構造）を、分子力学法により、化学的により安定なパッキング構造にする工程Ｄと、を含む。そして、工程Ｄにて得られたユニットセルの構造を、当該π共役系分子のパッキング構造として推定するものである。
【００３３】
すなわち、本発明に係る方法では、π共役系分子のパッキング構造の予測に分子力学シミュレーションを用いる。このシミュレーションの過程は大きく２つの部分に分けられる。第一は、初期構造を構築する部分であり（上記工程Ａ〜Ｃに相当）、第二は、分子力学法による構造最適化の部分である（工程Ｄに相当）。
【００３４】
以下、パッキング構造推定装置１を用いて実行される、本発明に係るパッキング構造推定方法を、図２に示すフローチャート、及び図１等を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、Ｓ１〜Ｓ８とは、図２のフローチャートに示すＳ１〜Ｓ８に相当する。
【００３５】
（１）  初期構造の構築（工程Ａ〜Ｃ）
（工程Ａ）
工程Ａでは、分子モデル作成部２１が、パッキング構造の推定対象となるπ共役系分子の分子モデルを作成する（Ｓ１）。ここで、分子モデルは、コンピュータで処理可能なように、当該π共役系分子を構成する原子の種類に係る情報、及び当該原子間の位置関係情報を少なくとも有するものであればよいが、ユーザの操作性向上のため、これら情報が画像にて提示されることが好ましい。工程Ａを実現するための分子モデル作成プログラムは特に限定されないが、例えば、アクセルリス社の商品名Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｔｕｄｉｏ（第４．３版）等に内蔵されているＶｉｓｕａｌｉｚｅｒが挙げられる。
【００３６】
Ｓ１で作成した分子モデルについて、分子モデル作成部２１が、分子軌道法（ＭＯ法）による最適化の要否を判断する（Ｓ２）。そして、ＭＯ法による最適化が必要と判断された場合、分子モデル作成部２１が、当該分子モデルをＭＯ法により最適化し（Ｓ３）、最適化された当該分子モデルが工程Ｂ以降に供される。一方、Ｓ２にてＭＯ法による最適化が不要と判断された場合には、Ｓ１にて作成された分子モデルが工程Ｂ以降に供される。
【００３７】
ここで、「ＭＯ法により分子モデルを最適化する」とは、より具体的には、分子モデルがとり得る分子エネルギーの最小値をもとめることを指す。ここで用いる分子軌道法プログラムの種類は特に限定されないが、例えば、上述のＭａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｔｕｄｉｏに内蔵されたＤＭｏｌ３等が挙げられる。
【００３８】
特に、取扱う分子の種類が、複数の縮合環各々が単結合で連結されたπ共役系分子の場合には、Ｓ３により分子モデルを最適化することがより好ましい。その理由は、分子の配座が分子エネルギーの最小値以外に極小値を複数とり得るからである。なお、「複数の縮合環各々が単結合で連結された分子」の具体例として、後述の式（１６）で示される化合物が挙げられる。
【００３９】
（工程Ｂ）
工程Ｂでは、工程Ａにて得られた分子モデルを、繰返し単位が取得可能なように複数個配置して、当該繰返し単位を反映したユニットセルを作成する。
【００４０】
具体的には例えば、ユニットセル作成部２２は、工程Ａにて得られた分子モデルを、繰返し単位が取得可能なように、同一平面に対して、互いに重複しないように複数個配置する（Ｓ４）。ここで、これら分子モデルは、分子間相互作用が十分働く距離に構成原子が位置するように配置されることが好ましく、この観点からは、分子モデル同士の分子間距離は３Å以下とすることが好ましく、２Å以下とすることがより好ましく、分子モデル同士が最密となるように当該分子モデルを配置することが特に好ましい。なお、本発明において「分子間距離」とは、対象となる２つの分子のうちの一方を構成する何れかの原子と、他方の分子を構成する何れかの原子との間の距離のうち最小のものを指す。
【００４１】
加えて、繰返し単位の把握を容易にするために、全ての分子モデルが同方向を向くように（例えば、全ての分子モデルの長手軸が同方向を向くように）、規則正しく配置することが好ましい（図３も参照）。
【００４２】
配置される分子モデルの数は、繰返し単位（繰返し構造）が把握できる限りにおいて特に限定されないが、通常は、９個以上で４９個以下の分子モデルを配置することが好ましい。
【００４３】
さらに、これら分子モデルは、繰返し単位を効率的に把握できるように、上記同一平面内の略直交する２方向（ここでは、行方向及び列方向とする）に沿って、行数と列数とが略同一となるように規則的に配置することが好ましい（図３も参照）。例えば、Ｎ２個（Ｎは２以上の整数を指す。好ましくは３〜７の整数である。）の分子モデルを同一平面に対して配置する場合には、行方向及び列方向にそれぞれＮ個ずつ分子モデルを配置する。より具体的には、１）行方向に沿って互いに分子間相互作用が十分働く距離に配置したＮ個の分子モデルからなる分子モデル群をＮ個形成する。２）次いで、行方向に伸びるＮ個の分子モデル群を列方向に隣接するように並べる。この際、列方向に隣接する、対応する分子モデル同士（すなわち、Ｎ行目Ｎ列にある分子モデルと、Ｎ＋１行目Ｎ列にある分子モデルと）は、互いに分子間相互作用が十分働く距離に配置することが好ましい。これにより、行方向及び列方向にそれぞれＮ個ずつ分子モデルが配置された状態となる。
【００４４】
なお、Ｎ２個の分子モデルを同一平面に対して配置する場合に、分子モデルの配置を最密とするためには、例えば、１）行方向にＮ個の分子モデルを並べて分子モデル群を作成する際に、分子モデル同士が互いに最密となるように配置し、さらに、２）列方向に隣接する分子モデル群同士を行方向に沿って微小に移動させた後、当該分子モデル群同士をさらに近接させて最密となる配置を確定すればよい。
【００４５】
次いで、ユニットセル作成部２２は、Ｓ４にて作成した、互いに重複しないように複数個配置された分子モデルから繰返し単位を取得する（Ｓ５）。繰返し単位の取得は、例えば、分子モデルの配置情報又は配置図から、当該分子モデルの繰返し単位の長さと角度とを読み取ることにより行うことができる。なお、Ｓ４で、同一平面に対して複数個、分子モデルを配置した場合には、当該分子モデルの繰返し単位は四辺形となる。この場合、分子モデルの繰返し単位の長さと角度とは、当該四辺形の隣接する２辺の長さ、及びこれら２辺のなす角度として把握可能であり、これらは、後述のＳ６にて作成されるユニットセルの格子定数の一部として利用される。
【００４６】
次いで、ユニットセル作成部２２は、Ｓ５にて取得された繰返し単位を反映したユニットセルを作成する（Ｓ６）。より具体的には、例えば、当該繰返し単位の長さ及び角度を、格子定数の一部として、周期境界条件を課した平行６面体のユニットセル（単位胞）を作成する。例えば、Ｓ４で、同一平面に対して複数個、分子モデルを配置した場合には、当該分子モデルの繰返し単位は四辺形であるから、例えば、四辺形の隣接する２辺の長さを格子定数のａ及びｃとし、これら２辺のなす角を格子定数のβとしてユニットセルを作成する。ここで、平行６面体のユニットセルに係る残りの格子定数b、α、γは、通常ユニットセルが取りうる値の範囲内で任意に設定することができるが、ｂは２Å以上が好ましく、２．５Å以上でかつ３．５Å以下の範囲内であることがより好ましい。また、α、γはいずれも２０°以上であることが好ましく、８０°以上で１００°以下の範囲内であることがより好ましい。これにより６つの格子定数ａ、ｂ、ｃ、α、β、及びγにて定められた平行６面体のユニットセルが作成される。
【００４７】
なお、上記の例では、分子モデルの繰返し単位が四辺形である場合に、隣接する２辺の長さを格子定数のａ及びｃとする例を示したが、この２辺の長さを格子定数のａ及びｂとし、当該２辺のなす角度を格子定数のγとして取扱う例や、この２辺の長さを格子定数のｂ及びｃとし、当該２辺のなす角度を格子定数のαとして取扱う例等も挙げることができる。
【００４８】
上記の工程Ｂ（Ｓ４〜Ｓ６に相当）で使用される、分子モデルを配置するのに必要なツール、分子モデルの繰返し単位となる長さと角度を読み取るツール、及び周期境界条件を課したユニットセルの作成ツールは特に限定されないが、例えば、上述のＭａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｔｕｄｉｏ等に内蔵されているＶｉｓｕａｌｉｚｅｒを使用することができる。
【００４９】
（工程Ｃ）
次いで、初期構造作成部２３は、Ｓ６で作成したユニットセルに、工程Ａにて作成した分子モデルを配置する（Ｓ７）。各ユニットセルに配置すべき分子モデルの数は、Ｓ５にて取得された繰返し単位中に含まれる分子モデルの数と同一であり、好ましくは、２個又は４個である。
【００５０】
例えば、パッキング構造を推定する対象となる分子が、後述する芳香族化合物または複素芳香族化合である場合、縮合された環のみで構成された分子（例えば、後述の式（１）〜（１４）で示される化合物）、又は、１つの環同士が単結合で連結された分子（例えば、後述の式（１５）で示される化合物）の場合は、１つのユニットセルに２つの分子モデルを配置する。また、２つ以上の環からなる縮合環各々が単結合で連結された分子（例えば、後述の式（１６）で示される化合物）の場合は、１つのユニットセルに４つの分子モデルを配置する。
【００５１】
各ユニットセルに２つ以上の偶数個の分子モデルが２つずつ対をなして配置される場合、対をなす２つの分子モデル同士は、例えば次のように配置される。まず、対をなす２つの分子モデル同士を、ユニットセル内の同一平面上に、互いに重なり合わないように配置する（Ｓ７−１）。より具体的には、上記Ｓ４で、同一平面に対して複数個、分子モデルを配置した場合の繰返し単位内での配置状態を再現するように、これら２つの分子モデルを配置する。
【００５２】
次いで、ユニットセル内で、これら２つの分子モデルを、それが配された平面に対して垂直方向に移動させる（Ｓ７−２）。垂直方向への移動距離は２つの分子モデル間に１Å以上でかつ２Å以下の範囲内の距離が生じるように行われ、１。４Å以上でかつ１．８Å以下の範囲内の距離が生じるように行われることがより好ましい。すなわち、対をなす２つの分子モデル間の、分子モデルのπ共役平面に対して垂直方向の距離が１Å以上２Å以下の範囲内となるように上記垂直方向への移動が行われる。
【００５３】
次いで、必要に応じて、この２つの分子モデルを、上記平面（基準面）に対して、それぞれを、互いに逆方向に所定の角度で傾斜して配置することが好ましく、５°以上でかつ３５°以下の範囲内で傾斜して配置することがより好ましく、２０°以上でかつ２５°以下の範囲内で傾斜して配置することがさらに好ましい（Ｓ７−３）。画像化された分子モデルが長手状の場合は、当該分子モデルの長軸（長手軸）を回転軸として、対をなす２つの分子モデルを所定の角度で互いに逆回転させれば、この配置を実現できる。なお、このステップ（Ｓ７−３）を行えば、後述する工程（Ｄ）を経て得られる最適化されたユニットセルが、いわゆるヘリンボーン構造を示す可能性が格段に高まる。
【００５４】
分子モデルの密度に着目した場合、上記ステップ（Ｓ７−１）〜（Ｓ７−３）では、例えば、好ましくは実在系の１．２倍以上、より好ましくは約２倍程度の密度になるように分子モデルが配置されたユニットセルを作成する。
【００５５】
また、各ユニットセルに配置する分子モデルの数に着目した場合、上記ステップ（Ｓ７−３）は、当該ユニットセルに配置する分子モデルの数が２個の場合、対をなす分子モデル同士は、上記平面（基準面）に対して互いに逆方向に５°以上２５°以下の範囲内で傾斜して配置されることが好ましい。一方、上記ユニットセルに配置する分子モデルの数が４個の場合、対をなす２つの分子モデル同士は、上記平面（基準面）に対して互いに逆方向に２０°以上３５°以下の範囲内で傾斜して配置されることが好ましい。これら所定の角度の範囲内で傾斜するように配置されれば、後述する工程（Ｄ）を経て得られる最適化されたユニットセルが、へリンボーン構造を示す可能性が特に格段に高まる。加えて、最適化されたユニットセルの格子定数が、実測値と大きく異なる虞をより確実に低減することができる。
【００５６】
例えば、パッキング構造を推定する対象となるπ共役系分子が、後述する芳香族化合物または複素芳香族化合物である場合、ステップＳ７は、好適には以下のように行う。すなわち、対象となる分子が、縮合された環のみで構成された分子、又は、１つの環同士が単結合で連結された分子（例えば、後述の式（１）〜（１５）で示される化合物）の場合は１つのユニットセルに２つの分子モデルを配置し、２つ以上の環からなる縮合環各々が単結合で連結された分子（例えば、後述の式（１６）で示される化合物）の場合は１つのユニットセルに４つの分子モデルを配置する。何れの場合も、２つの分子モデル同士が対をなすように、かつ、各々対となる２つの分子モデル同士が平行移動で重ならないよう、垂直方向に１Å以上で２Å以下の距離、より好ましくは１。４Å以上で１．８Å以下の距離が分子モデル間に生じるように配置する。ここで、ユニットセルに配置する分子モデルの数が２個であるときは、対となる２つの分子モデルが水平面（基準面）から５〜２５°傾斜するように配置されることが好ましく、ユニットセルに配置する分子モデルの数が４個であるときは、対となる２つの分子モデルが水平面（基準面）から２０〜３５°傾斜するように配置されることが好ましい。
【００５７】
上記の工程Ｃで、ユニットセルに分子モデルを配置するのに必要なツールは特に限定されないが、例えば、上述のＭａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｔｕｄｉｏ等に内蔵されているＶｉｓｕａｌｉｚｅｒを使用することができる。
【００５８】
（２）  分子力学法による構造最適化（工程Ｄ）
工程Ｄでは、構造決定部２４が、工程Ｃにて得られた分子モデルが配置された上記ユニットセルの構造（ユニットセルの初期構造）を、分子力学法（ＭＭ法）により、化学的により安定なパッキング構造とする。より好ましくは、当該初期構造を最適化、すなわち化学的に最も安定なパッキング構造とする（Ｓ８）。そして、Ｓ８後のユニットセルの構造（すなわち安定配座）を、分子のパッキング構造の基本単位であるユニットセルと推定する。
【００５９】
ここで、「ユニットセルの構造を、ＭＭ法により、化学的により安定なパッキング構造とする」とは、分子力学計算（ＭＭ計算）により得られる当該分子のエネルギーが、初期構造のエネルギーより小さくなる安定配座を求めることであり、特に好ましくは、ＭＭ計算により得られる当該分子のエネルギーが最小となる安定配座を求めることである。なお、工程Ｄは、ＭＭ計算を行うためのソフトウェアを適宜利用して実現可能である。
【００６０】
ＭＭ計算に用いる力場は、当該計算の用途に用いられるものであれば特に限定されないが、例えば、ＣＯＭＰＡＳＳ（Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ−ｐｈａｓｅ  Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ  ｆｏｒ  Ａｔｏｍｉｓｔｉｃ  Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ  Ｓｔｕｄｉｅｓ）力場（Polymer,2006,Vol.47,6004-6009等参照）；ＤＲＥＩＤＩＮＧ力場（J.Pharm.Sci.,2008,Vol.97,3456-3461等参照）；ＣＶＦＦ力場（Chem.Phys.Lett.,2000,Vol.327,18-22等参照）；ＰＣＦＦ力場（Micro.Meso.Materials.,2008.Vol.109,342-349等参照）；等、が挙げられる。ＭＭ計算では、力場の選択が結果に与える影響が比較的大きいが、後述する平面状のπ共役系分子のパッキング構造を推定する目的では、ＣＯＭＰＡＳＳ力場を用いれば、特に良好な推定結果が得られる。また、ＣＯＭＰＡＳＳ力場を用いれば、例えば、ＤＲＥＩＤＩＮＧ力場を用いる場合のように多数の分子の電荷パラメータを分子軌道法（ＭＯ法）を用いて作成する必要が無いという利点も有する。
【００６１】
ＭＭ計算に用いるファンデルワールス相互作用エネルギーの算出、及びクーロン相互作用エネルギーの算出に用いる手法は、当該計算の用途に用いられるものであれば特に限定されないが、例えば、ファンデルワールス相互作用エネルギーの算出にはａｔｏｍ  ｂａｓｅｄ法（J.Comp.Chem.,1994,Vol.15,667-683等参照）またはＥｗａｌｄ法（Macromol.,1997,Vol.30,1800-1805等参照）を用いてよく、クーロン相互作用エネルギーの算出にはＥｗａｌｄ法を用いてよい。
【００６２】
また、ＭＭ計算に用いる電荷は、用いる力場に応じて用意された電荷のパラメーターセットを用いてもよく、或いは、上記工程ＡにてＭＯ法による最適化計算を行った場合には、当該計算の結果得られた電荷のパラメータセットを用いてもよい。なお、用いる力場に応じて用意された電荷のパラメータセットを用いれば、特に良好な推定結果が得られるという利点を有する。一方、ＭＯ法による計算の結果得られた電荷のパラメータセットを用いれば、ＭＭ法による最適化によっても分子モデルの形状に歪みが生じにくいという利点を有する。
【００６３】
ＭＭ計算の方法は、特に限定されないが、例えば、使用するソフトウェアに内蔵された方法を適宜用いることができる。具体的には、例えば、最大傾斜法（steepest descent method）、共役勾配法（conjugate gradient method）、及びニュートン‐ラフソン法（Newton-Raphson method）を組み合わせた方法等を用いることができる。
【００６４】
ＭＭ計算に使用するソフトウェアは、特に限定されないが、例えば、上述のＭａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｔｕｄｉｏに内蔵されているＤｉｓｃｏｖｅｒ Ｖｅｒ．４．３などが好適なものとして挙げられる。
【００６５】
本発明に係る分子のパッキング構造推定方法は、以上のように、計算に必要な周期境界条件を課したユニットセルに、必要最小限の数の分子モデルを、当該分子モデル間の原子同士が十分に相互作用するように高密度に配置したものを、ＭＭ計算用の初期構造として用いる。すなわち、本発明において、ＭＭ計算用の初期構造では、分子モデル間の引力と斥力とが釣り合うところよりも分子モデル同士を近づけて配置をしている。そのため、多数の初期構造を発生させることなく、従来法と比較して効率的かつ短時間にパッキング構造を推定することができる。一方、従来のＭＭ法を用いたパッキング構造の推定では、分子モデル間の引力と斥力とが釣り合うところで分子モデル同士を存在させるように計算をするため、予め多数の初期構造モデルを発生させる必要があった。また、本発明に係る方法は、上記工程Ａ〜工程Ｄの何れも公知のソフトウェアを転用して実行可能である。よって、新たなソフトウェアの開発等を伴わず容易かつ迅速に実行可能である。
【００６６】
〔プログラム及び記録媒体〕
また、上述したパッキング構造推定装置１の各ブロック、特に制御部２０は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【００６７】
すなわち、パッキング構造推定装置１は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアであるパッキング構造推定装置１の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記パッキング構造推定装置１に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【００６８】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【００６９】
また、パッキング構造推定装置１を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【００７０】
〔推定したパッキング構造の確認〕
本発明に係る方法により推定されたπ共役系分子のパッキング構造は、必要に応じて、当該分子の結晶をＸ線解析して得られた構造と照合してもよい。これにより、本発明により推定された構造の確からしさを把握することができる。なお、本発明に係る方法は、あくまでもパッキング構造を推定する方法であり、現実の構造と略一致する推定構造が一定の確率で得られるものであれば十分有用である。
【００７１】
〔推定したパッキング構造を用いた密度計算〕
図１に示すパッキング構造推定装置１の密度推定部２５を用いて、本発明に係る方法により推定されたπ共役系分子のパッキング構造から、当該分子のパッキング密度を予測することができる。当該密度は、上記工程Ｄで得られたユニットセル内の原子の質量の総和（Ｍ）と、当該ユニットセルの体積（Ｖ）とから算出する。例えば、π共役系分子がｋ種の原子から構成されている場合、原子種＝1，２，３・・，ｉ・・，ｋとし、ｉ原子の質量をｍｉ、ｉ原子がユニットセル内に存在する数をｎｉで表すと、ユニットセル内の原子の質量の総和Ｍは、
【００７２】
【数１】
2010168354.tif 000003
【００７３】
で求めることができる。
【００７４】
一方、平行６面体のユニットセルを、原点Ｏ（０，０，０）と、点Ａ（ａ，０，０）、点Ｂ（０，ｂ，０）、点Ｃ（０，０，ｃ）とを用いて、互いに平行ではない３辺を、
【００７５】
【数２】
2010168354.tif 000004
【００７６】
従って、推定パッキング密度ρは、ρ＝Ｍ／Ｖを解くことで求めることができる。
【００７７】
尚、工程Ｄで得られたパッキング構造から密度を算出するツールは特に限定されないが、例えば、上述のＭａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｔｕｄｉｏ等に内蔵されているＶｉｓｕａｌｉｚｅｒが挙げられる。
【００７８】
以上のように、推定されたパッキング構造からの密度の予測も、公知のソフトウェアにて実現可能である。よって、新たなソフトウェアの開発等を伴わず、容易かつ迅速に実行可能である。
【００７９】
〔パッキング構造及び密度の推定対象となる分子〕
本発明に適用される分子の種類は、芳香族化合物または複素芳香族化合物等のπ共役系分子である。ここで、π共役系分子とは、芳香族炭化水素、芳香族炭化水素を構成する炭素原子が酸素原子、硫黄原子、窒素原子、リン原子、セレン原子等のヘテロ原子で置き換わった化合物（複素芳香族化合物と記すことがある）、又は、芳香族炭化水素若しくは複素芳香族化合物の水素原子がフッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子、メチル基で置換されたものを意味する。π共役系分子は、有機トランジスタや有機発光素子など電子材料分野でも重要な素材である。π共役系分子のパッキング構造とその物性との関係についての研究が進められており、本発明の方法を用いることで、かかる電子材料の早期開発に資することができる。
【００８０】
π共役系分子としては、例えば、下記式（１８）又は（１９）で表されるような、分子内に２〜１０個の芳香環を含む多環式炭化水素、又は、例えば、下記式（１７）で表されるような単環式炭化水素若しくは多環式炭化水素が単結合で連結した、分子内に２〜１０個の芳香環を含む炭化水素等が挙げられる。この中に含まれるより具体的な化合物として式（１）〜（１６）で表される化合物の何れかがより好ましい。さらに、これら化合物は縮合していることが好ましい。かかる縮合炭化水素系化合物あるいは縮合複素環系化合物からなる有機低分子化合物の例としては、例えば、下記の式（１）〜（１４）、又は（１６）で表される化合物が挙げられる。
【００８１】
【化１】
2010168354.tif 000005
【００８２】
【化２】
2010168354.tif 000006
【００８３】
（式中、Ｙは、互いに独立して、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、リン原子、及びセレン原子からなる群より選択されるヘテロ原子を表す。Ａｒは、互いに独立して、メチル基又はハロゲン原子により水素原子が置換されていてもよいアリール基を表す。Ａｒ１、Ａｒ２は、互いに独立して、メチル基又はハロゲン原子により水素原子が置換されていてもよい芳香環を構成する原子群を表し、当該芳香環を構成する炭素原子は上記ヘテロ原子で置き換わっていてもよい。）
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例】
【００８４】
以下、図１〜１１に基づき、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されない。
【００８５】
〔実施例１：ＤＮＴＴのパッキング構造推定（２分子配置）〕
図１に示すパッキング構造推定装置１を用いて、ＤＮＴＴ(dinaphtho[2,3-b:2',3'-f]chalcogenopheno[3,2-b]chalcogenophene：Ｙが硫黄原子である式（１４）の化合物)分子のパッキング構造を以下の通り推定した。
【００８６】
ＭＭ法シミュレーションにより上記分子のパッキング構造を予測するため、まず、ユニットセルの初期構造を構築し、次にＭＭ法によりユニットセルの構造の最適化を行った。
【００８７】
具体的には、初めに、分子モデルを作成し、作成した分子モデルはＭＯ法により最適化した（工程Ａ：Ｓ１〜Ｓ３）。なお、パッキング構造推定装置１を機能させるプログラムとして、分子モデルの作成（Ｓ１）には上述のＭａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｔｕｄｉｏに内蔵されているＶｉｓｕａｌｉｚｅｒを、ＭＯ法による分子モデルの最適化（Ｓ３）には、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｔｕｄｉｏに内蔵されているＤＭｏｌ３を使用した。
【００８８】
次に、最適化した分子モデルを、分子間相互作用が十分働く距離に構成原子が配置されるように、同一平面上に複数個隙間無く配置した。分子モデル間の分子間距離はいずれも２．５Å以下になるようにし、行方向及び列方向にそれぞれ３個ずつ、すなわち合計で９つの分子モデルを配置した（工程Ｂ：Ｓ４）。
【００８９】
次に、図３に示すように、隙間無く配置された分子モデルの配置図から、分子モデルの繰り返し単位となる長さと角度とを読み取った（工程Ｂ：Ｓ５）。当該繰り返し単位となる長さと角度とは、ユニットセルの初期構造に係る格子定数のａ、ｃ、βに相当する長さと角度であり、これらの長さと角度、及び格子定数のｂ、α、γに相当する値を用いて、周期境界条件を課したユニットセルを作成した（工程Ｂ：Ｓ６）。ここでｂ＝３Å、α＝γ＝９０°とした。
【００９０】
次に、作成したユニットセル中に分子モデルを配置して、ユニットセルの初期構造を作成した（工程Ｃ：Ｓ７）。分子モデルの配置は、まず、対となる２つの分子モデル同士が互いに重なり合わないように、ユニットセル中の同一平面上に、２つの分子モデルを配置した。より具体的には、上記Ｓ４で、同一平面に対して複数個、分子モデルを配置した場合の繰返し単位内での配置状態を再現するように、これら２つの分子モデルを配置した。
【００９１】
次いで、ユニットセル内で、これら２つの分子モデルを、それが配された平面に対して垂直方向に移動させて、分子モデル間に１．６４３Åの距離を確保した。次いで、図４及び図５に示すように、当該分子モデルを上記平面（基準面）からそれぞれ１０°互いに逆方向に傾斜するように配置した。すなわち、分子モデルの長軸を回転軸として、対をなすこれら２つの分子モデルをそれぞれ１０°互いに逆回転させた。ここで、図４はユニットセルを上方から見た場合の分子モデルの配置状態を示し、図５は、図４に示す配置を図中左側から見た場合の分子モデルの配置状態を示す。
【００９２】
なお、パッキング構造推定装置１を機能させるプログラムとして、Ｓ４〜Ｓ７には、上述のＭａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｔｕｄｉｏに内蔵されているＶｉｓｕａｌｉｚｅｒを使用した。
【００９３】
次に、ＭＭ法により、ユニットセルの初期構造の最適化を行った（工程Ｄ：Ｓ８）。ＭＭ計算に用いる力場としてＣＯＭＰＡＳＳ力場を用いた。また、ＭＭ計算に用いるファンデルワールス相互作用エネルギーの算出、及びクーロン相互作用エネルギーの算出には何れもＥｗａｌｄ法を用いた。ＭＭ計算に用いる電荷は、ＣＯＭＰＡＳＳ力場のパラメータセットの値を用いた。そして、ユニットセルの最適化を含め、２万ステップで、最大傾斜法、共役勾配法、及びニュートン-ラフソン法を順に組み合わせた方法にて、ＭＭ法によるユニットセルの初期構造の最適化を行い、図６に示す最適化後のユニットセルの構造を得た。図６に示す構造は、ＤＮＴＴ分子の結晶のＸ線解析により得られた現実の構造（図７）と非常に類似していた。
【００９４】
なお、パッキング構造推定装置１を機能させるプログラムとして、ＭＭ計算（Ｓ８）には、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｔｕｄｉｏに内蔵されているＤｉｓｃｏｖｅｒ Ｖｅｒ．４．３を使用した。
【００９５】
さらに、図６に示す最適化後のユニットセルの構造から、当該ユニットセル内にある原子の質量の総和（Ｍ）と、当該ユニットセルの体積（Ｖ）とを求めることで、推定パッキング密度ρを算出した。なお、推定パッキング密度ρの算出には、上述のＭａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｔｕｄｉｏに内蔵されているＶｉｓｕａｌｉｚｅｒを使用した。
【００９６】
なお、推定されたパッキング構造（図６に示す最適化されたユニットセル）の格子定数、及び推定パッキング密度は、以下の実施例２の結果とあわせて表１に示す。
【００９７】
〔実施例２：分子モデルの傾斜角度の変更〕
ユニットセルの初期構造を作成する（工程Ｃ：Ｓ７）段階で、対となる２つの分子モデル同士を基準面からそれぞれ５°、１５°、２０°、又は２５°互いに逆方向に傾斜するように配置した以外は、上記実施例１と同様の方法にて、ＤＮＴＴ分子のパッキング構造の推定、及び推定パッキング密度ρの算出を行った。
【００９８】
推定されたパッキング構造（最適化されたユニットセル）の格子定数、推定パッキング密度、及びＤＮＴＴ分子の結晶のＸ線解析により得られた格子定数の実測値、並びにパッキング密度を表１に示す。
【００９９】
【表１】
2010168354.tif 000007
【０１００】
表１に示すように、対となる２つの分子モデル同士を基準面からそれぞれ５°〜２５°の範囲内で互いに逆方向に傾斜するように配置した場合はいずれも、良好なパッキング構造の推定結果が得られた。特に、対となる２つの分子モデル同士を基準面から５°〜１０°の範囲内で互いに逆方向に傾斜するように配置した場合に、極めて良好なパッキング構造の推定結果が得られた。
【０１０１】
〔実施例３：分子モデル間の距離の変更〕
ユニットセルの初期構造を作成する（工程Ｃ：Ｓ７）段階で、対となる２つの分子モデル間の垂直方向距離を０．６Å、０．８Å、１．０Å、１．２Å、１．３Å、１．４Å、１．５Å、１．６Å、１．７Å、１．８Å、１．９Å、２．０Å、２．１Å、２．２Å又は２．４Åにし、対となる２つの分子モデル同士を基準面からそれぞれ１０°互いに逆方向に傾斜するように配置した以外は、上記実施例１と同様の方法にて、ＤＮＴＴ分子のパッキング構造の推定、及び推定パッキング密度ρの算出を行った。
【０１０２】
推定されたパッキング構造（最適化されたユニットセル）の格子定数、推定パッキング密度、及びＤＮＴＴ分子の結晶のＸ線解析により得られた格子定数の実測値、並びにパッキング密度を表２に示す。
【０１０３】
【表２】
2010168354.tif 000008
【０１０４】
〔実施例４：ＢＤＴのパッキング構造推定（４分子配置）〕
本実施例では、図１に示すパッキング構造推定装置１を用いて、ＢＤＴ（bisdithienothiophene：Ｙが硫黄原子である式（１６）の化合物）分子のパッキング構造を以下の通り推定した。
【０１０５】
具体的には、ＭＯ法により最適化した分子モデルを同一平面上に複数個隙間無く配置する工程（工程Ｂ：Ｓ４）において、分子モデル間の分子間距離はいずれも２．５Å以下になるようにし、図８に示すように、行方向に３個、列方向に５個、すなわち合計で１５個の分子モデルを配置した点、及び、
ユニットセルの初期構造を作成する（工程Ｃ：Ｓ７）段階において、１）一つのユニットセルに４つの分子モデルを配置した点、及び、２）対となる２つの分子モデルを基準面からそれぞれ２０°、２５°、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、６０°、又は６５°互いに逆方向に傾斜するように配置した点、以外は、上記実施例１と同様の方法にて、ＢＤＴ分子のパッキング構造の推定、及び推定パッキング密度ρの算出を行った。
【０１０６】
なお、ユニットセル中に分子モデルを配置して、ユニットセルの初期構造を作成する工程（工程Ｃ：Ｓ７）は、具体的には以下の通り行った。まず、対となる２つの分子モデル同士が互いに重なり合わないように、ユニットセル中の同一平面上に、４つの分子モデルを配置した。より具体的には、上記Ｓ４で、同一平面に対して複数個、分子モデルを配置した場合の繰返し単位内での配置状態を再現するように、これら４つの分子モデルを配置した。ここで、対となる２つの分子モデル同士とは、当該分子モデルの長手軸と直交する方向（分子モデルの短軸方向）に隣接する分子モデル同士であり、具体的には、図９に示す分子モデルａ１・ａ２同士、及び分子モデルｂ１・ｂ２同士に相当する。
【０１０７】
次いで、ユニットセル内で、対となる２つの分子モデル同士を、それが配された平面に対して垂直方向に移動させて、対となる２つの分子モデル間に１．６３８Åの距離を確保した。このとき、分子モデルの長手軸方向に沿って隣接する分子モデル同士、すなわち分子モデルｂ２・ａ２同士、及び分子モデルｂ１・ａ１同士、も同一平面上に配置されないように移動をさせた（図９も参照）。
【０１０８】
次いで、図９及び図１０に示すように、当該分子モデルを上記平面（基準面）からそれぞれ所定の角度、互いに逆方向に傾斜するように配置した。すなわち、分子モデルの長軸を回転軸として、対をなすこれら２つの分子モデルをそれぞれ所定の角度、互いに逆回転させた。ここで、図９はユニットセルを上方から見た場合の分子モデルの配置状態を示し、図１０は、図９に示す配置を図中右側から見た場合の分子モデルの配置状態を示す。
【０１０９】
推定されたパッキング構造（最適化されたユニットセル）の格子定数、推定パッキング密度、及びＢＤＴ分子の結晶のＸ線解析により得られた格子定数の実測値、並びにパッキング密度を表３及び表４に示す。
【０１１０】
【表３】
2010168354.tif 000009
【０１１１】
【表４】
2010168354.tif 000010
【０１１２】
表３及び表４に示すように、対となる２つの分子モデル同士を基準面からそれぞれ２０°〜６５°の範囲内で互いに逆方向に傾斜するように配置した場合はいずれも、良好なパッキング構造の推定結果が得られた。ただし、格子定数が大きく変化する虞をより確実に低減するためには、対となる２つの分子モデル同士を基準面からそれぞれ２０°〜３５°の範囲内で互いに逆方向に傾斜するように配置することが好ましい。
【０１１３】
〔実施例５：ペンタセンのパッキング構造推定（傾斜角＝０°）〕
本実施例では、図１に示すパッキング構造推定装置１を用いて、ペンタセン（式（３）の化合物）分子のパッキング構造を以下の通り推定した。
【０１１４】
具体的には、ユニットセルの初期構造を作成する（工程Ｃ：Ｓ７）段階において、対となる２つの分子モデルを基準面から互いに逆方向に傾斜配置する工程を行わなかった点（すなわち傾斜角＝０°：図１１（ｂ）参照）以外は、上記実施例１と同様の方法にて、ペンタセンのパッキング構造の推定、及び推定パッキング密度ρの算出を行った。なお、図１１中の（ａ）はユニットセルを上方から見た場合の分子モデルの配置状態を示し、（ｂ）は、（ａ）に示す配置を図中、右側から見た場合の分子モデルの配置状態を示す。
【０１１５】
推定されたパッキング構造（最適化されたユニットセル）の格子定数、推定パッキング密度、及びペンタセン分子の結晶のＸ線解析により得られた格子定数の実測値、並びにパッキング密度を表５に示す。
【０１１６】
【表５】
2010168354.tif 000011
【０１１７】
〔実施例６：分子のパッキング密度の予測精度の検討〕
本実施例では、図１に示すパッキング構造推定装置１を用いて、ＤＮＴＴ、ペンタセン、６Ｔ（α−sexithienyl）、及びＢＤＴのパッキング密度を計算により予測して、パッキング密度の実測値（すなわち、Ｘ線解析で得られた結晶構造に基づく密度）と比較する回帰分析を試みた。ここで、６Ｔは、式（１５）において、Ｙが何れも硫黄原子である化合物分子に相当する。
【０１１８】
実施例１により得られたＤＮＴＴのパッキング密度の予測値、実測値はそれぞれ、１．５２ｇ／ｃｍ3、１．４７ｇ／ｃｍ3であった。実施例５に従い得られたペンタセンのパッキング密度の予測値、実測値はそれぞれ、１．３９ｇ／ｃｍ3、１．３４ｇ／ｃｍ3であった。ユニットセル中で、対となる２つの分子モデル間の垂直方向の距離を１．７５３Åにした以外は実施例１と同様の方法により得られた６Ｔのパッキング密度の予測値、実測値はそれぞれ、１．６３ｇ／ｃｍ3、１．５４ｇ／ｃｍ3であった。実施例４において分子モデル配置の傾斜角を２０°として得られたＢＤＴのパッキング密度の予測値、実測値はそれぞれ、１．８３ｇ／ｃｍ3、１．８２ｇ／ｃｍ3であった。
【０１１９】
次いで、上記４種類の化合物分子のパッキング密度の予測値をＸ座標に、実測値をＹ座標にとり、最小二乗法により以下の回帰直線を得た。
Ｙ＝１．０８６９Ｘ−０．１８８１（相関係数Ｒ＝０．９９１５）
すなわち、何れの化合物分子においてもパッキング密度の予測値は実測値に極めて近いことが判る。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明によれば、π共役系分子のパッキング構造を効率よく、かつ精度よく予測することができる。電子材料分野では、π共役系分子のパッキング構造と物性との関係について研究が進められているので、当該分野に本発明を用いれば、高性能な電子材料開発を促すことができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１      パッキング構造推定装置
２１    分子モデル作成部（分子モデル作成手段）、
２２    ユニットセル作成部（ユニットセル作成手段）、
２３    初期構造作成部（分子モデル配置ユニットセル作成手段）、
２４    構造決定部（構造決定手段）
【図１】
2010168354.tif 000013
【図２】
2010168354.tif 000014
【図３】
2010168354.tif 000015
【図４】
2010168354.tif 000016
【図５】
2010168354.tif 000017
【図６】
2010168354.tif 000018
【図７】
2010168354.tif 000019
【図８】
2010168354.tif 000020
【図９】
2010168354.tif 000021
【図１０】
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【図１１】
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