(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）多数の有機化合物のそれぞれについてその有機化合物を構成する各原子とそれらの間の結合関係とを示す構造情報およびその有機化合物の１Ｈ−ＮＭＲスペクトル情報を記録した化合物ファイルを蓄積してある化合物データベースから前記化合物ファイルを入力するステップと、
（ｂ）有機化合物の構造のうち、プロトンの結合した炭素原子が１原子以上つらなる部分を基幹部分、基幹部分以外の部分を非基幹部分と呼ぶとき、前記入力された化合物ファイルが示す有機化合物に含まれる基幹部分毎に、当該基幹部分と当該基幹部分に隣接する非基幹部分とから構成される部分構造と、該部分構造に対応する二次元プロトンＮＭＲ情報とを抽出するステップと、
（ｃ）前記多数の有機化合物のそれぞれから抽出された部分構造及びその二次元プロトンＮＭＲ情報に基づき、部分構造を構成する各原子とそれらの間の結合関係とを示す部分構造情報およびその部分構造情報の二次元プロトンＮＭＲ情報の組を多数蓄積した知識ベースを作成するステップとを含むことを特徴とする知識ベース構築方法。
【請求項２】
前記ステップｂにおいて、有機化合物中の同じ芳香族環に属する基幹部分を持つ複数の部分構造は一つの部分構造として抽出することを特徴とする請求項１記載の知識ベース構築方法。
【請求項３】
前記ステップｃは、
（ｃ−１）前記抽出された部分構造毎に、当該部分構造を構成する各原子とそれらの間の結合関係とを示す部分構造情報およびその部分構造情報の二次元プロトンＮＭＲ情報を含む修飾結合表を生成するステップと、
（ｃ−２）前記生成された修飾結合表毎に、当該修飾結合表中の部分構造情報と同じ部分構造情報を持つ修飾結合表が知識ベースに登録されているか否かを検査し、未登録の場合には今回の修飾結合表を前記知識ベースに追加登録し、既登録の場合には今回の修飾結合表中の二次元プロトンＮＭＲ情報を考慮して、既登録の修飾結合表中の二次元プロトンＮＭＲ情報を更新するステップとを含むことを特徴とする請求項１または２記載の知識ベース構築方法。
【請求項４】
前記ステップｂにおいて、前記抽出された部分構造中の非基幹部分の原子が他の部分構造中のプロトンの結合した炭素原子と結合している場合、当該プロトンの結合した炭素原子を疑似原子として前記抽出された部分構造に含める請求項１、２または３記載の知識ベース構築方法。
【請求項５】
前記ステップｂにおいて抽出する二次元プロトンＮＭＲ情報は、ピークの化学シフト値と、若し存在する場合にはクロスピーク情報とを含む請求項４記載の知識ベース構築方法。
【請求項６】
前記ステップｂにおいて、クロスピーク情報は有機化合物の構造情報中のプロトンの結合した重原子のつながりと１Ｈ−ＮＭＲスペクトル情報とから論理的に抽出する請求項５記載の知識ベース構築方法。
【請求項７】
知識ベース中における二次元プロトンＮＭＲ情報は、同じ部分構造について統計的に求めた各ピークの化学シフト値の平均値および偏差値を含む請求項４記載の知識ベース構築方法。
【請求項８】
知識ベース中における二次元プロトンＮＭＲ情報は、各ピークのプロトン数の情報を含む請求項４記載の知識ベース構築方法。
【請求項９】
知識ベース中における二次元プロトンＮＭＲ情報は、各ピークが、炭素原子に結合するプロトンに起因するタイプ、ヘテロ原子に結合するプロトンに起因するタイプの何れのタイプであるかを示すピークタイプを含む請求項４記載の知識ベース構築方法。
【請求項１０】
知識ベース中における二次元プロトンＮＭＲ情報は、各クロスピークが、ジェミナルプロトンに起因するタイプ、ヘテロ原子に結合するプロトンに起因するタイプ、それ以外のタイプの何れのタイプであるかを示すクロスピークタイプを含む請求項４記載の知識ベース構築方法。
【請求項１１】
知識ベース中における部分構造情報は、各原子が、結合プロトンのない重原子、結合プロトンがあり且つ部分構造どうしの重ね合わせ時に重ね合わせ可能な炭素原子、疑似原子、結合プロトンはあるが部分構造どうしの重ね合わせ時に重ね合わせ不可能な炭素原子、結合プロトンのあるヘテロ原子の何れのタイプであるかを示す原子タイプを含む請求項４記載の知識ベース構築方法。
【請求項１２】
前記ステップｃ−１においては、部分構造中の原子に付与した規範化原子番号を用いて、前記抽出された部分構造毎に、当該部分構造を構成する各原子とそれらの間の結合関係とを示す部分構造情報およびその部分構造情報の二次元プロトンＮＭＲ情報を含む修飾結合表を生成し、且つ、部分構造から抽出した予め定めた複数の特徴を各桁の数値に設定した部分構造ＩＤ番号を修飾結合表に含める請求項３記載の知識ベース構築方法。
【請求項１３】
前記ステップｃ−２において、前記生成された修飾結合表中の部分構造ＩＤ番号と同じ部分構造ＩＤ番号を持つ修飾結合表が知識ベースに登録されていないときは当該修飾結合表の部分構造情報と同じ部分構造情報を持つ修飾結合表が知識ベースに登録されていないと判断し、同じ部分構造ＩＤ番号を持つ修飾結合表が知識ベースに登録されているときは、双方の部分構造での同じ原子番号を持つ全ての原子が同じであるか否かを調べることによって、当該修飾結合表の部分構造情報と同じ部分構造情報を持つ修飾結合表が知識ベースに登録されているか否かを調べる請求項１２記載の知識ベース構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は有機化合物の構造推定やスペクトル予測に利用される知識ベースに関し、より具体的には有機化合物の部分構造と二次元プロトンＮＭＲ情報（ピークの化学シフトとＨ−ＨＣＯＳＹピークなどのクロスピークの情報）との相関関係を蓄積する知識ベースの構築手法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機化合物の構造推定とは、未知の有機化合物のスペクトルを測定し、それを基にコンピュータによってその有機化合物の構造を解析し推定することを言う。また有機化合物のスペクトル予測とは、有機化合物の構造情報からコンピュータによってスペクトルを予測することを言う。何れも、有機化合物の部分構造とスペクトルとの相関関係を蓄積してある知識ベースを利用するのが一般的である。。従って、知識ベースの善し悪しが構造推定、スペクトル予測の精度や効率に大きく影響する。
【０００３】
有機化合物の構造推定やスペクトル予測の分野では種々のスペクトルが利用されるが、最近においては二次元ＮＭＲ（２Ｄ−ＮＭＲ；二次元核磁気共鳴スペクトル）が特に注目されている。その理由は、２Ｄ−ＮＭＲでは、そのシグナルとシグナルの結合（クロスピーク）情報から一次元ＮＭＲ（１Ｄ−ＮＭＲ）では容易に得られないような炭素骨格などの連結情報が得られること、パルス磁場勾配法（Ｐｕｌｓｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｇｒａｄｉｅｎｔ）という測定法によって、正確かつ短時間で、少量試料から２Ｄ−ＮＭＲスペクトルの測定が可能になったことなどによる。
【０００４】
図２４（ａ）に同図（ｂ）に示す有機化合物の２Ｄ−ＮＭＲスペクトルの一つであるＨ−ＨＣＯＳＹスペクトルを示す。縦軸と横軸とに記載されたａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは同図（ｂ）の有機化合物を構成するノードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに対応するシグナルであり、縦軸と横軸とで同じ内容になっている。これは一次元ＮＭＲのスペクトルデータに相当し、化学シフト値として扱われる。他方、縦軸と横軸のシグナルの交点に付した黒丸はシグナルの結合（クロスピーク）であり、Ｈ−Ｈ  ＣＯＳＹスペクトルに相当する。このうち、クロスピークＣ／ＡはノードＡとノードＣとが隣接していること、クロスピークＥ／ＢはノードＥとノードＢとが隣接していること、クロスピークＥ／ＤはノードＥとノードＤとが隣接していることを、それぞれ示している。
【０００５】
このような２Ｄ−ＮＭＲスペクトルを用いて有機化合物の構造を推定し、またスペクトルを予測する際に利用される知識ベースの従来例が、特開平１０−３１９１０５号公報に記載されている。この従来の知識ベースは、相関テーブルとリンクテーブルという２種類のテーブルから構成される。相関テーブルには、有機化合物の部分構造とその部分構造におけるフォーカスノードの１Ｈ−ＮＭＲスペクトルにおける化学シフト値とその部分構造のＩＤ番号とを含む相関情報が多数蓄積されている。またリンクテーブルには、相関テーブルに登録された部分構造のフォーカスノードのうち、相関テーブルに登録された他の１つ以上の部分構造のフォーカスノードとの間にＨ−Ｈ  ＣＯＳＹスペクトルの相関関係があるノード毎に、そのノードをフォーカスノードとする部分構造のＩＤ番号である主ＩＤ番号と前記相関関係のあるノードをフォーカスノードとする部分構造のＩＤ番号である副ＩＤ番号とを列挙したＩＤ番号列と、前記主ＩＤ番号に対応する部分構造のフォーカスノードの１Ｈ−ＮＭＲスペクトルにおける化学シフト値である主化学シフト値と前記副ＩＤ番号に対応する部分構造のフォーカスノードの１Ｈ−ＮＭＲスペクトルにおける化学シフト値である副化学シフト値とを列挙した化学シフト値列とを持つリンク情報が多数蓄積されている。
【０００６】
図２５は従来の知識ベースの構築手法の説明図である。今、図２５（ａ）に模式的に示す２つの有機化合物Ｘ，Ｙを考える。Ｘは、ノードａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆがその順に連結された構造を有し、Ｙは、ノードａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｇ，ｈがその順に連結された構造を有する。ａ〜ｈはＣＨ，ＣＨ2 等の有機化合物を構成するノードである。ここで、Ｘはノードｃ，ｄ間とノードｄ，ｅ間とに各々クロスピークを有し、ノードｃ，ｄ，ｅの化学シフト値はＫ１，Ｋ２，Ｋ３であるとする。また、Ｙはノードｃ，ｄ間にクロスピークを有し、ノードｃ，ｄの化学シフト値はＸと同じＫ１，Ｋ２であるとする。
【０００７】
従来の知識ベースの構築手法では、各有機化合物Ｘ，Ｙについて、化学シフト値を有するノード（つまりプロトンの結合された重原子）をフォーカスノードとして、適当なサイズの部分構造を抽出する。部分構造のサイズとしては、その部分構造内にクロスピーク情報にかかる連結構造が含まれ得るように２スフィア〜６スフィア程度に設定される。従って、抽出する部分構造のサイズを２スフィアとすると、Ｘについては、ノードｃ，ノードｄ，ノードｅをそれぞれフォーカスノードとする図２５（ｂ）のＸｃ、Ｘｄ、Ｘｅに示すような３つの部分構造を抽出し、各々にＩＤ番号１，２，３を割り当てる。同様にＹについて、ノードｃ，ノードｄをそれぞれフォーカスノードとする図２５（ｂ）のＹｃ，Ｙｄに示すような２つの部分構造を抽出し、各々にＩＤ番号４，５を割り当てる。そして、Ｘｃ，Ｘｄ，Ｘｅ，Ｙｃ，Ｙｄの部分構造に関して、相関テーブルに図２５（ｃ）に示すような相関情報Ｃxc、Ｃxd、Ｃxe、Ｃyc、Ｃydを登録し、リンクテーブルには図２５（ｄ）に示すようなリンク情報Ｌxc、Ｌxd、Ｌxe、Ｌyc、Ｌydを登録する。
【０００８】
このような従来の知識ベースは、有機化合物の構造推定では以下のように利用される。今、未知有機化合物に対するスペクトル測定によって、図２５（ｅ）に示すように、ピークｐ１，２，３の化学シフト値としてＫ１，Ｋ２，Ｋ３が得られ、また、ピークｐ１とピークｐ２とが結合し、ピークｐ２とピークｐ３とが結合しているとするクロスピーク情報が与えられたとする。この場合、クロスピーク情報にて互いに相関関係があるとされるピーク対（ｐ１，ｐ２）に対して、以下の処理を行う。
【０００９】
先ず、一方のピークｐ１の化学シフト値Ｋ１を主化学シフト値として有し且つそのピークｐ１と相関関係があるとされるピークｐ２の化学シフト値Ｋ２を副化学シフト値として有する化学シフト値列を持つリンク情報Ｌxc, Ｌycを第１のリンク情報として、図２５（ｄ）のリンクテーブルから抽出する。また、当該ピーク対の他方のピークｐ２の化学シフト値Ｋ２を主化学シフト値として有し且つそのピークｐ２と相関関係があるとされるピークｐ１，ｐ３の化学シフト値Ｋ１，Ｋ３を副化学シフト値として有する化学シフト値列を持つリンク情報Ｌxdを第２のリンク情報として、図２５（ｄ）のリンクテーブルから抽出する。
【００１０】
次に、第１のリンク情報と第２のリンク情報の対（Ｌxc−Ｌxd，Ｌyc−Ｌxdの２つ）のうち、各々の対のリンク情報間で、第１のリンク情報中の副ＩＤ番号の１つに第２のリンク情報中の主ＩＤ番号が存在し、且つ、第２のリンク情報中の副ＩＤ番号の１つに第１のリンク情報中の主ＩＤ番号が存在するという条件が成立する対として、Ｌxc−Ｌxdを求める。そして、この対の主ＩＤ番号ＩＤ１，ＩＤ２に対応する部分構造Ｘｃ，Ｘｄのペアを当該ピーク対ｐ１，ｐ２にかかる部分構造の推定結果の１つの候補とする。
【００１１】
ここで、クロスピーク情報を活用せずに、化学シフト値だけで図２５（ｃ）の相関テーブルを検索すると、少なくともＸｃ，Ｘｄ，Ｘｅ，Ｙｃ，Ｙｄの５つの部分構造が抽出されてしまう。更に、クロスピーク情報を活用するにしても、上述したペアを求めるという処理を行わない場合は、Ｘｃ，Ｘｄ以外にＹｃの部分構造が抽出されてしまう。ＹｃやＹｄは、ノードｄが相関関係を持つノードが１つであるため、本来の候補ではない。このような不要な部分構造を早い段階で除去することにより、後の全体構造の組み立てを効率良く実施することができる。
【００１２】
同様な処理は、クロスピーク情報にて互いに相関関係があるとされる他のピーク対（ｐ２，ｐ３）についても実施される。
【００１３】
他方、有機化合物のスペクトル予測において従来の知識ベースは以下のように利用される。先ず、スペクトルを予測する対象となる有機化合物の全体構造から、水素の結合する原子をフォーカスノードとする部分構造を抽出する。抽出する部分構造のサイズは知識ベースに蓄積されている部分構造と同じサイズにする。そして、抽出した各部分構造毎に、知識ベースを検索する。つまり、抽出した部分構造と同じ部分構造を相関テーブルから検索し、一致する部分構造の相関情報中の化学シフト値を、１Ｈ−ＮＭＲスペクトルの化学シフトの予測値とする。また、前記検索した相関情報中のＩＤ番号の組み合わせでリンクテーブルを検索し、一致するＩＤ番号列を持つリンク情報の有無によって、クロスピークの予測を行う。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の知識ベースは、Ｈ−Ｈ  ＣＯＳＹのクロスピーク情報を知識として積極的に活用した点において画期的なものであったが、次のような課題があった。
【００１５】
○有機化合物の構造推定への利用時
知識ベース中の部分構造として、１Ｈ−ＮＭＲスペクトルの化学シフト値を持つノード（つまり水素の結合する原子）をフォーカスノードとする所定サイズの部分構造を採用している。従って、シグナル（化学シフト）が現れるノードが隣接していると、１つのピーク対について、本来お互いに連結される関係にある部分構造のペアが候補構造として求められる。前述した例で説明すると、ピーク対（ｐ１，ｐ２）に対して部分構造Ｘｃ，Ｘｄのペアが候補となる。同様に図２５（ａ）の有機化合物Ｘのようなクロスピークのつながりがあると、他のピーク対（ｐ２，ｐ３）からも本来お互いに連結される関係にある部分構造のペアが候補構造として求められる。即ち、ピーク対のＮ個のつながりがあるクロスピークからは、お互いに連結される関係にある部分構造のペアが候補構造としてＮ組求められる。このため、後の全体構造の組み立ての段階で、各ペアを構成する部分構造間の組み立ての為にＮ回の組み立てが必要となり、更に組み立てられたＮ個の部分構造を順次に組み立ててより大きな構造にする為にＮ−１回の組み立てが必要となり、組み立て工程数が増大する。
【００１６】
○有機化合物のスペクトル予測への利用時
知識ベース中の部分構造として、１Ｈ−ＮＭＲスペクトルの化学シフト値を持つノード（つまり水素の結合する原子）をフォーカスノードとする所定サイズの部分構造を採用している。従って、スペクトル予測対象となる有機化合物の全体構造中にシグナル（化学シフト）の現れるノードがｎ個連続している場合、その部分に関しては、ｎ個の部分構造を抽出する処理、各抽出した部分構造毎に相関テーブルを検索する合計ｎ回の検索処理を行わなければ、各ピークの化学シフト値は求まらない。更に、それらの検索とは別にＩＤ番号の組み合わせでリンクテーブルを検索してみなければクロスピークの予測が行えない。即ち、部分構造の抽出個数、知識ベースの検索回数が増大する。
【００１７】
本発明はこのような事情に鑑みて提案されたものであり、その目的は、２Ｄ−ＮＭＲスペクトルを用いた有機化合物の構造推定に好適な知識ベースを構築し得るようにすることにある。
【００１８】
本発明の別の目的は、有機化合物の２Ｄ−ＮＭＲスペクトル予測に好適な知識ベースを構築し得るようにすることにある。
【００１９】
本発明の他の目的は、有機化合物の構造推定やスペクトル予測に好適な知識ベースを効率良く構築し得るようにすることにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の知識ベース構築方法においては、有機化合物の構造のうち、プロトンの結合した炭素原子が１原子以上つらなる部分を基幹部分、基幹部分以外の部分を非基幹部分と呼ぶ。そして、基幹部分は部分構造上、一体で不可分な部分として捉え、１つの基幹部分を中心にそれに隣接する非基幹部分までを１つの部分構造とする。このような部分構造を、多数の有機化合物のそれぞれについてその有機化合物を構成する各原子とそれらの間の結合関係とを示す構造情報およびその有機化合物の１Ｈ−ＮＭＲスペクトル情報を記録した化合物ファイルを蓄積してある化合物データベースから自動的に抽出して知識ベースを構築する。
【００２１】
具体的には、部分構造抽出手段によって、化合物ファイルが示す有機化合物に含まれる基幹部分毎に、当該基幹部分と当該基幹部分に隣接する非基幹部分とから構成される部分構造と、該部分構造に対応する二次元プロトンＮＭＲ情報とを抽出する。このとき、前記抽出された部分構造中の非基幹部分の原子が他の部分構造中のプロトンの結合した炭素原子と結合している場合、当該プロトンの結合した炭素原子を疑似原子として前記抽出された部分構造に含めるようにして良い。疑似原子は、水素原子の結合している炭素原子や他の疑似原子と重ね合わせることができる性質を持たせた仮想的な原子である。なお、スペクトル予測にのみ使用する知識ベースでは、このような仮想原子を必ずしも含ませる必要はない。また、好ましくは、有機化合物中の同じ芳香族環に属する基幹部分を持つ複数の部分構造は一つの部分構造として抽出する。
【００２２】
次に、修飾結合表生成手段によって、前記抽出された部分構造毎に、当該部分構造を構成する各原子とそれらの間の結合関係とを示す部分構造情報およびその部分構造情報の二次元プロトンＮＭＲ情報を含む修飾結合表を生成する。ここで、二次元プロトンＮＭＲ情報はピークの化学シフト値と、若し存在する場合にはクロスピーク情報とを含み、好ましくは、各ピークのプロトン数の情報や、各ピークが、炭素原子に結合するプロトンに起因するタイプ、ヘテロ原子に結合するプロトンに起因するタイプの何れのタイプであるかを示すピークタイプ、各クロスピークが、ジェミナルプロトンに起因するタイプ、ヘテロ原子に結合するプロトンに起因するタイプ、それ以外のタイプの何れのタイプであるかを示すクロスピークタイプの情報を含む。また、部分構造情報は、好ましくは、各原子が、結合プロトンのない重原子、結合プロトンがあり且つ部分構造どうしの重ね合わせ時に重ね合わせ可能な炭素原子、疑似原子、結合プロトンはあるが部分構造どうしの重ね合わせ時に重ね合わせ不可能な炭素原子、結合プロトンのあるヘテロ原子の何れのタイプであるかを示す原子タイプを含む。
【００２３】
ピークの化学シフト値は、化合物ファイル中のスペクトル情報から抽出されるが、クロスピーク情報は、有機化合物の構造情報中のプロトンの結合した重原子のつながりと１Ｈ−ＮＭＲスペクトル情報とから論理的に抽出する。
【００２４】
また、好ましくは、部分構造中の各原子に付与した規範化原子番号を用いて、前記抽出された部分構造毎に、当該部分構造を構成する各原子とそれらの間の結合関係とを示す部分構造情報およびその部分構造情報の二次元プロトンＮＭＲ情報を含む修飾結合表を生成し、且つ、部分構造から抽出した予め定めた複数の特徴を各桁の数値に設定した部分構造ＩＤ番号を修飾結合表に含めておく。
【００２５】
次に、登録更新手段によって、前記生成された修飾結合表毎に、当該修飾結合表中の部分構造情報と同じ部分構造情報を持つ修飾結合表が知識ベースに登録されているか否かを検査し、未登録の場合には今回の修飾結合表を前記知識ベースに追加登録し、既登録の場合には今回の修飾結合表中の二次元プロトンＮＭＲ情報を考慮して、既登録の修飾結合表中の二次元プロトンＮＭＲ情報を更新する。即ち、同じ部分構造にかかる複数の二次元プロトン情報から各ピークの化学シフト値の平均値などを求める。
【００３０】
本発明の知識ベース構築方法にあっては、化合物データベースに蓄積された個々の有機化合物について、その構造中の基幹部分毎に、その基幹部分とその隣接する非基幹部分までを１つの部分構造とし、二次元プロトンＮＭＲ情報に対応付けて知識ベースに登録できる。このため、有機化合物の構造推定に利用した際には、未知有機化合物から測定された二次元プロトンＮＭＲ情報におけるクロスピークのつながり全体と知識ベース中の各部分構造における二次元プロトンＮＭＲ情報との照合が可能となり、従来よりサイズの大きな部分構造を直ちに推定することができる。これにより、後の組み立て工程数を大幅に削減することができる。また、有機化合物のスペクトル予測に利用した際には、スペクトル予測対象の有機化合物の構造から抽出した基幹部分を含む部分構造と知識ベース中の各修飾結合表における部分構造との照合によって、複数のピークの化学シフト値およびクロスピーク情報を一括して予測することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態の例について図面を参照して詳細に説明する。
【００３３】
図１を参照すると、本発明の一実施の形態にかかる知識ベース構築装置１は、多数の有機化合物についてその構造および１Ｈ−ＮＭＲスペクトル情報を蓄積してある化合物データベース２から、有機化合物の部分構造と二次元プロトンＮＭＲ情報との相関関係を蓄積する知識ベース３を作成する装置であり、入力手段１１、部分構造抽出手段１２、修飾結合表生成手段１３および登録更新手段１４を主要部として有している。このような知識ベース構築装置１は、例えばパーソナルコンピュータ等のコンピュータと知識ベース構築プログラムとによって実現することができる。知識ベース構築プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気ディスク装置、半導体メモリ等の機械読み取り可能な記録媒体に記録されており、コンピュータの起動時などにコンピュータに読み取られ、コンピュータの動作を制御することにより、コンピュータ上に図１に示した入力手段１１、部分構造抽出手段１２、修飾結合表生成手段１３および登録更新手段１４を実現する。
【００３４】
図２に知識ベース構築装置１の全体処理の一例を示す。以下、図１および図２を参照して、本実施の形態にかかる知識ベース構築装置１の概略を説明する。
【００３５】
化合物データベース２には、多数の有機化合物の化合物ファイルが蓄積されている。１つの化合物ファイルは１つの有機化合物に対応し、その有機化合物を構成する各原子とそれらの間の結合関係とを示す構造情報、およびその有機化合物の１Ｈ−ＮＭＲスペクトル情報が記録されている。入力手段１１は、このような化合物データベース２から化合物ファイルを１ファイルずつ順番に入力していく（Ｓ１）。
【００３６】
部分構造抽出手段１２は、入力手段１１によって入力された化合物ファイルが示す有機化合物から部分構造を抽出し、また抽出した部分構造に対応する二次元プロトンＮＭＲ情報を抽出する（Ｓ２）。具体的には、化合物ファイルが示す有機化合物に含まれる基幹部分（プロトンの結合した炭素原子が１原子以上つらなる部分）毎に、当該基幹部分と当該基幹部分に隣接する非基幹部分（プロトンの結合した炭素原子が１原子以上つらなる部分以外の部分）とから構成される部分構造を抽出し、更にこの部分構造に対応する二次元プロトンＮＭＲ情報を抽出する。従って、或る化合物ファイルが示す有機化合物に基幹部分が唯一存在する場合には、当該有機化合物の全体構造が１つの部分構造として抽出される。この場合の部分構造は完全構造となる。他方、基幹部分がｎ個存在する場合には、ｎ個の部分構造が抽出される。この場合の部分構造は文字通り部分的な構造である。また、芳香族環はリング全体が１つの部分構造に含まれるように、部分構造を抽出する。
【００３７】
次に、１つの化合物ファイルから抽出された部分構造と二次元プロトンＮＭＲ情報との組すべてに対して、修飾結合表生成手段１３および登録更新手段１４により以下の処理を繰り返す（Ｓ３〜Ｓ８）。
【００３８】
先ず修飾結合表生成手段１３は、部分構造を構成する各原子とそれらの間の結合関係とを示す部分構造情報およびその部分構造情報の二次元プロトンＮＭＲ情報を含む修飾結合表を生成する（Ｓ３）。そして、この生成した修飾結合表を規範化する（Ｓ４）。規範化の詳細については後述する。次に登録更新手段１４は、規範化された修飾結合表中の部分構造情報と同じ部分構造情報を持つ修飾結合表が知識ベース３に既に登録されているか否かを検査し（Ｓ５）、未登録の場合には今回の修飾結合表を知識ベースに追加登録する（Ｓ６）。他方、同じ部分構造の修飾結合表が知識ベース３に既に登録されていた場合には、今回の修飾結合表中の二次元プロトンＮＭＲ情報を考慮に入れて、知識ベース３中の既登録の修飾結合表中の二次元プロトンＮＭＲ情報を更新する（Ｓ７）。
【００３９】
１化合物ファイルから抽出された個々の部分構造の全てに対して修飾結合表生成手段１３および登録更新手段１４による上述した処理が終了すると（Ｓ８でＹＥＳ）、制御が入力手段１１に戻され、化合物データベース２中の次の化合物ファイルについて前述と同様の処理が行われる。そして、化合物データベース２中の全ての化合物ファイルに対する処理を終えると（Ｓ９でＹＥＳ）、知識ベース３の構築処理が終了する。
【００４０】
【実施例】
次に、本実施の形態にかかる知識ベース構築装置１の実施例について詳細に説明する。
【００４１】
（１）化合物データベース２
１万数千件の有機化合物について、１Ｈ−ＮＭＲスペクトルの測定データまたは文献データを収集し、データベース化した。有機化合物１つ当たりのデータは１つの化合物ファイルに格納され、各化合物ファイルは、その有機化合物の構造情報と、その帰属情報を有する１Ｈ−ＮＭＲスペクトル、および測定条件などのデータを含む。化合物ファイルの例を図３に示す。
【００４２】
この例の化合物ファイルは、ヘッダ２００と、カウントライン２０１と、アトムブロック２０２と、ボンドブロック２０３と、シフトブロック２０４とを含んでいる。ヘッダ２００には、この化合物ファイルで示される有機化合物の名称等が設定される。今の場合、ＥＴＨＹＬ（４−ＭＥＴＨＯＸＹＰＨＥＮＹＬ）ＡＣＥＴＡＴＥである。参考までに、その構造式を図４に示す。なお、図４において、１〜１４は原子番号である。ここで、本明細書における原子番号とは、各構成重原子を順に番号付けしたものである。また、カウントライン２０１には、この有機化合物を構成する元素の数（例の場合１４）、元素と元素とが結合している数（例の場合１４）等が設定される。
【００４３】
アトムブロック２０２とボンドブロック２０３とは、この化合物ファイルで示される有機化合物の構造情報を示し、アトムブロック２０２では当該有機化合物を構成する元素の種類等が設定され、ボンドブロック２０３では各元素間の結合状態等が設定される。アトムブロック２０２はその各行が１つの元素に対応しており、先頭行から順に原子番号１の元素、原子番号２の元素、…、原子番号１４の元素を記述している。各行の先頭から３つまでの数値は当該元素の座標値を示し、その次の記号「Ｃ」等が当該元素の種類を示す。以降、各種のデータが設定されるが、本発明に直接関係しないので省略する。ボンドブロック２０３はその各行が１組の元素間の結合を記述しており、各行の先頭から順に、第１元素の原子番号、第２元素の原子番号、結合状態、…となっている。以降、各種のデータが設定されるが、本発明に直接関係しないので省略する。結合状態は、１が単結合、２が二重結合、３が三重結合、４が芳香族結合、５がその他の結合をそれぞれ示す。例えば、１行目は、原子番号２の元素と原子番号１の元素とが二重結合していることを、２行目は、原子番号３の元素と原子番号１の元素とが単結合していることを、それぞれ示す。
【００４４】
なお、アトムブロック２０２およびボンドブロック２０３では、一般に水素原子は明示されず、重原子のみ記述される。個々の重原子に結合している水素原子の数は、当該重原子の全原子価と他の重原子との連結に使われる原子価数との差で求まり、他の重原子との連結に使われる原子価数は結合タイプと結合数とにより求まる。
【００４５】
最後のシフトブロック２０４は、この有機化合物に対する１Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定の結果得られたスペクトルデータに関する情報が設定されている。このうち、「Ｎ  ＨＳＦ  １」が先頭についている行は、原子番号と化学シフト値とを記述する。例えば、１行目は、原子番号３の元素の第１化学シフト値（ｌｏｗｖａｌｕｅ）および第２化学シフト値（ｈｉｇｈ  ｖａｌｕｅ）が３．５４００ｐｐｍであることを示す。なお、その後ろには強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）等が付記されるが、本発明と直接関係しないので省略する。また、「Ｎ  ＭＳＣ
１」が先頭についている行は、測定共鳴周波数を示し、例の場合、９０ＭＨｚである。「Ｎ  ＳＬＶ  １」が先頭についている行は、測定溶媒の種類を示し、例の場合、重水素化クロロホルム（ＣＤＣｌ3 ）である。「Ｎ  ＲＥＦ  １」が先頭についている行は、当該データが記載されている文献名（出典名）などを示す。Ｍ  ＥＮＤ、＄＄＄＄は一化合物情報の終了である。
【００４６】
図３の例には無いが、シフトブロック２０４において、「Ｎ  ＨＳＦ  １」が先頭についている複数の行に同じ原子番号が現れる場合がある。これはジェミナルプロトンが存在していることを示す。ジェミナルプロトンとは、狭義には、ＣＨ2 におけるＣがＨ2 以外の原子とそれぞれ単結合している結合環境の下で２種の化学シフトが生じる場合の当該Ｈ2 の２つのプロトンを意味するが、本明細書においては、ＣＨ2 におけるＣがＨ2 以外の原子と二重結合している結合環境の下で２種の化学シフトが生じる場合の当該Ｈ2 の２つのプロトン（いわゆる末端ビニル基プロトン）なども包含する意味で使用している。
【００４７】
なお、本実施例の場合、化合物データベース２の各化合物ファイルには、Ｈ−Ｈ  ＣＯＳＹスペクトル（クロスピーク）の情報は記録されていない。後述するようにクロスピークは、各化合物ファイルに記述されている有機化合物の構造情報中のプロトンの結合した重原子のつながりと１Ｈ−ＮＭＲスペクトル情報から論理的に求められる。
【００４８】
（２）部分構造抽出手段１２
図５に部分構造抽出手段１２の処理例を示す。部分構造抽出手段１２は先ず、化合物ファイル中のアトムブロック２０２及びボンドブロック２０３によって規定される有機化合物の全体構造を、プロトンの結合する炭素原子とプロトンの結合しない重原子との間でその結合を切ることにより、基幹部分と非基幹部分とに分割する（Ｓ１１）。例えば図６（ａ）に示す構造の有機化合物を例にすると、プロトンの結合する炭素原子は原子番号１、２、４、６、７の原子、プロトンの結合しない重原子は原子番号３、５、８の原子なので、切断箇所は図６（ｂ）に波線で示す合計５箇所であり、図６（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示す３つの基幹部分と、図６（ｆ）、（ｇ）に示す２つの非基幹部分とに分割される。
【００４９】
次に部分構造抽出手段１２は、１つの基幹部分に注目し（Ｓ１２）、以下の処理を行う。先ず、当該基幹部分に、それに隣接する全ての非基幹部分を元通りに結合する（Ｓ１３）。例えば図６（ｃ）の基幹部分を注目した場合、この基幹部分に隣接する非基幹部分は図６（ｆ）なので、図７（ａ）に示すように元通りに結合する。次に、非基幹部分に他の基幹部分と結合していた箇所が存在していた場合、その箇所に疑似原子を結合する（Ｓ１４）。例えば図７（ａ）の場合、非基幹部分の原子番号８の原子は図６（ｅ）の基幹部分の原子番号７の原子と単結合していた。また、原子番号３の原子は図６（ｄ）の基幹部分の原子番号４の原子と二重結合していた。従って、図７（ｂ）に示すように、それらの結合箇所にそれぞれ疑似原子＊を結合する。本実施例においては、この図７（ｂ）に示すような構造が１つの部分構造となる。
【００５０】
次に、上述のようにして生成した部分構造に、以下のように二次元プロトンＮＭＲ情報を対応付ける（Ｓ１５）。
【００５１】
先ず、当該部分構造に含まれるプロトンに結合された重原子のうち、化合物ファイル中のシフトブロック２０４に１Ｈ−ＮＭＲスペクトルのピークの化学シフト値が記述されているものに対し、その記述された化学シフト値を割り当てる。例えば、図７（ｂ）に示す部分構造の場合、プロトンの結合する原子番号１、２は炭素原子であるため、その１Ｈ−ＮＭＲスペクトルの化学シフト値が化合物ファイルのシフトブロック２０４に記述されているはずなので、その記述されている化学シフト値をＫ１、Ｋ２とすると、原子番号１、２の各原子に図７（ｃ）のように割り当てる。また、図７（ｂ）に示す部分構造にはプロトンの結合したヘテロ原子はないが、若しそのようなヘテロ原子があって、それに対応するピークの化学シフト値がシフトブロック２０４に記述されていれば（一般にヘテロ原子に結合するプロトンは理論的にはピークの出現が期待されるが、実際には測定されない場合がある）、そのヘテロ原子にその化学シフト値を割り当てる。更に、ジェミナルプロトンを持つ原子の場合、シフトブロック２０４に記述されている２種の化学シフト値を割り当てる。
【００５２】
次に、化合物ファイル中のシフトブロック２０４に記述されている１Ｈ−ＮＭＲスペクトルのピークを持つ重原子の当該部分構造内におけるつながりを調べ、ピークを持つ重原子が隣接している部分を１つのクロスピークとする。また、ジェミナルプロトンのように同じ重原子が２種の化学シフト値のピークを持つ場合、その部分もクロスピークとする。例えば図７（ｂ）の場合、化学シフト値Ｋ１、Ｋ２のピークを持つ原子番号１、２の原子が隣接しているので、クロスピークとして、１−２のクロスピーク情報を生成し、当該部分構造のＨ−Ｈ  ＣＯＳＹスペクトル情報として割り当てる。
【００５３】
部分結合抽出手段１２は、以上のような処理と同様の処理を他の基幹部分に注目を移して繰り返す（Ｓ１６）。これにより、図６の例では、図８（ａ）に示すように、図６（ｄ）の基幹部分に図６（ｆ）、（ｇ）の２つの非基幹部分が結合され、図８（ｂ）に示すように非基幹部分中の他の基幹部分と結合していた箇所に疑似原子＊が結合され（疑似原子に置換された元の原子どうしが相互に結合している場合には図示するように疑似原子間も結合しておく）、図８（ｃ）に示すように、プロトンの結合する原子番号４の原子に化合物ファイル中のシフトブロック２０４から読み込んだ化学シフト値Ｋ４が割り当てられる。なお、この場合、クロスピークは存在しない。同様に、図９（ａ）に示すように、図６（ｅ）の基幹部分に図６（ｆ）、（ｇ）の２つの非基幹部分が結合され、図９（ｂ）に示すように非基幹部分中の他の基幹部分と結合していた箇所に疑似原子＊が結合される。このとき、原子番号３の原子と原子番号５の原子とは同じ原子（原子番号４の原子）と結合していたので、その部分には共通の疑似原子を結合する。そして、図９（ｃ）に示すように、プロトンの結合する原子番号６、７の各原子に化合物ファイル中のシフトブロック２０４から読み込んだ化学シフト値Ｋ６、Ｋ７が割り当てられると共に、ピークを持つ原子番号６、７が隣接しているので、クロスピークとして、６−７のクロスピーク情報が生成される。
【００５４】
最後に部分構造抽出手段１１２は、今回処理した化合物ファイルが示す有機化合物中に芳香族環が存在するか否かを調べ、存在していれば、同じ芳香族環に属する基幹部分を持つ部分構造を１つの部分構造に統合する（Ｓ１７）。例えば図１０（ａ）に示すような芳香族環を有する有機化合物を説明の便宜上想定すると、ステップＳ１１〜Ｓ１６の処理によって図１０（ｂ）〜（ｅ）に示す合計４つの部分構造が抽出されるが、同じ芳香族環に属する基幹部分を持つ部分構造は図１０（ｄ）と（ｅ）の部分構造なので、図１０（ｆ）に示すように１つの部分構造に統合する。プロトンＮＭＲスペクトルにおいて、芳香族水素は、非常に少ない化学シフト範囲を持つ（通常６．５〜８．５ｐｐｍ）。このため、知識ベースを構造推定に利用した場合、芳香族−１Ｈの部分構造が、この範囲のピークを持つ入力スペクトルのほとんどとマッチし、提案される部分構造の数が多くなる。同じ芳香族環に属する基幹部分を持つ部分構造を上述のように１つの部分構造に統合することで、提案される部分構造の数を大幅に削減でき、後の完全構造の組み立てにおける組み合わせの爆発を防ぐことができる。
【００５５】
（３）修飾結合表生成手段１３
修飾結合表生成手段１３は、部分構造抽出手段１２で抽出された各部分構造毎に修飾結合表を生成する。各部分構造毎に生成された修飾結合表は、その後に原子番号等の規範化が行われて、規範化された修飾結合表となる。そして、当該部分構造と同じ部分構造が知識ベース３に未登録のときは、後段の登録更新手段１４によって知識ベース３に登録され、同じ部分構造が知識ベース３に既に存在するときは、知識ベース３中に存在した同じ部分構造の修飾結合表中のスペクトル情報が後段の登録更新手段１４によって更新される。
【００５６】
図１１（ａ）に修飾結合表のフォーマット例を示す。この例の修飾結合表は、補助情報行３００、結合表３０１およびスペクトル情報３０２で構成される。
【００５７】
補助情報行３００には、図１１（ｂ）に示すように、化合物データベース２から抽出された当該部分構造の数３００１、当該部分構造中の重原子の数３００２、１Ｈ−ＮＭＲスペクトルのピークの数３００３、当該部分構造の規範化されたＩＤ番号３００４がその順に並べられる。修飾結合表の生成時点では、部分構造数３００１は１に初期設定される。ＩＤ番号３００４は修飾結合表の生成時点では未設定であり、後の規範化時に設定される。
【００５８】
結合表３０１には、当該部分構造を構成する各原子とそれらの間の結合関係とを示す部分構造情報が、１原子について１行で記述される。修飾結合表の生成時点では、当該部分構造を構成する各原子に１から始まる連番の原子番号を付与し、原子番号１の原子から順に１行ずつ記述される。１原子当たりの記述内容は図１１（ｃ）に示すように、原子名３０１１、原子タイプ３０１２、重原子への結合数３０１３、結合情報３０１４の並びとなる。原子タイプ３０１２は、主に知識ベースを構造推定に利用する際の構造組み立てにおける重ね合わせの観点から各原子のタイプを分類したもので、合計５種類あり、それぞれ以下の数値０〜４が割り当てられる。
０：結合プロトンのない重原子
１：結合プロトンがあり、且つ重ね合わせ可能な炭素原子
２：疑似原子
３：結合プロトンはあるが、重ね合わせることができない炭素原子
４：結合プロトンのあるヘテロ原子
ここで、原子タイプ０、２、４を持つ原子は非基幹部分に含まれ、原子タイプ１、３を持つ原子（炭素原子）は基幹部分に含まれる。また、基幹部分に含まれる炭素原子のうち、隣接する非基幹部分中の原子と結合している炭素原子が原子タイプ１となり、それ以外の炭素原子が原子タイプ３となる。
【００５９】
また、結合情報３０１４には、図１１（ｄ）に示すように、結合相手となる原子の原子番号３０１４１と結合タイプ３０１４２の組が設定される。結合タイプ３０１４２は合計５種類あり、それぞれ以下の数値１〜５が割り当てられる。
１：単結合
２：二重結合
３：三重結合
４：芳香族結合
５：その他の結合
【００６０】
スペクトル情報３０２には、当該部分構造の帰属情報としての二次元プロトンＮＭＲ情報が、１ピーク当たり１行で記述される。１行当たりの記述内容は図１１（ｅ）に示すように、当該ピークに対応する重原子の番号３０２１、ピークタイプ３０２２、化学シフト情報３０２３、当該ピークに対応する重原子に結合された水素原子の数（Ｈ原子数）３０２４、クロスピークの数３０２５、クロスピークのペア情報３０２６となっている。
【００６１】
ピークタイプ３０２２は合計２種類あり、それぞれ以下の数値０〜１が割り当てられる。
０：炭素原子に付くプロトンに起因するタイプ
１：ヘテロ原子に付くプロトンに起因するタイプ
【００６２】
化学シフト情報３０２３には、図１１（ｆ）に示すように、化学シフト範囲の中間値３０２３１、化学シフトの平均値３０２３２、偏差値３０２３３から構成される。ここで、化学シフト範囲の中間値とは、当該部分構造の集積（登録）済の化学シフト値の最大値と最小値を平均した値を言う。もし新しい部分構造の場合は、第１化学シフト値と第２化学シフト値が、最大値であり、最小値となるので、その平均値が中間値となる。また、偏差値としては例えば２σ（９５％信頼限界相当）または化学シフト範囲の１／２が使用される。修飾結合表の生成時点では、当該ピークを持つ重原子に対応付けられた第１および第２化学シフト値に基づき、それぞれ以下のように設定される。
化学シフト範囲の中間値３０２３１＝（第１化学シフト値＋第２化学シフト値）／２
化学シフトの平均値３０２３２＝（第１化学シフト値＋第２化学シフト値）／２
偏差値３０２３３＝｜第１化学シフト値−第２化学シフト値｜／２
【００６３】
クロスピークのペア情報３０２６は、図１１（ｇ）に示すようなピーク番号３０２６１とクロスピークタイプ３０２６２の組が、クロスピーク数３０２５の数だけ記述される。ピーク番号３０２６１は、その行の原子番号３０２１とクロスピークを構成する相手原子の原子番号である。クロスピークタイプ３０２６２は３種類あり、それぞれ以下の数値０〜２が割り当てられる。
０：ｆｉｘｅｄ
１：ｆｌｅｘｉｂｌｅ
２：ｈｅｔｅｒｏ
クロスピークタイプ１はジェミナルプロトンにかかるクロスピークであることを示し、クロスピークタイプ２はヘテロ原子に結合したプロトンを少なくとも一方とするクロスピークであることを示し、クロスピークタイプ０はそれ以外のクロスピークを示す。
【００６４】
図１２（ａ）に図７（ｃ）に示した部分構造について生成された修飾結合表の例を示す。なお、図７（ｃ）の部分構造における各原子の原子番号は図１２（ｂ）に示したように付け替えられているものとする。なお、Ｌ１、Ｌ２は化学シフト範囲の中間値、Ｋ１、Ｋ２はその平均値を示す。
【００６５】
次に修飾結合表の規範化について説明する。修飾結合表の規範化は、以下の３段階で実施される。
（ア）部分構造中の原子の原子番号の規範化
（イ）スペクトル情報の規範化
（ウ）部分構造ＩＤ番号の規範化
【００６６】
部分構造中の原子の原子番号の規範化とは、同じ構造を持つ部分構造については、それらの部分構造間において同じ原子には同じ原子番号を付与するように標準化することを言う。部分構造の原子の規範化番号を得るアルゴリズムとしては、例えば、Ｈ．ＨｏｎｇとＸ．ＸｉｎによってＪ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｆ．Ｃｏｍｐｕｔ．Ｓｃｉ．１９９４，３４，７３０−７３４に掲載されたアルゴリズムを使用することができる。この規範化された原子番号を使って修飾結合表における結合表３０１を書き換える。例えば、図１２（ｂ）に示す部分構造中の原子の原子番号１〜６が図１３（ａ）中の矢印で示すように、１→３、２→２、３→１、４→４、５→６、６→５のように規範化された場合、図１２（ａ）の修飾結合表における結合表３０１は、図１３（ｂ）の結合表３０１のように変更される。
【００６７】
次にスペクトル情報の規範化とは、（ア）によって規範化された原子番号を使って修飾結合表におけるスペクトル情報３０２中のピークが属している重原子の番号を規範化番号で書き換えることを言う。例えば、図１３（ａ）のように原子番号が規範化された場合、図１２（ａ）の修飾結合表におけるスペクトル情報３０２は、図１３（ｂ）のスペクトル情報３０２のように変更される。
【００６８】
最後に部分構造ＩＤ番号の規範化とは、規範化後の修飾結合表における結合表３０１で示される部分構造に対して、重原子の数、所定の原子タイプを持つ原子の数など部分構造の特徴情報をＩＤ番号として１つの整数番号に組み込むことを言う。規範化された部分構造ＩＤ番号は、修飾結合表における補助情報行３００に設定される。規範化された部分構造ＩＤ番号のフォーマット例と各桁に組み込む情報の例を図１４に示す。この例では、１０進数１０桁の整数の各桁に部分構造の各種の特徴情報を以下のように組み込んでいる。
桁０−１：作成された部分構造のうち、異なる環境を持つ原子種類の数で、全く同じ環境（対称性）のものがあれば、まとめて１つとする。対称性がない場合は、桁２−３で示される原子の数と同じである。
桁２−３：部分構造を構成する重原子（水素以外の原子）の数
桁４    ：原子タイプ１（結合プロトンがあり、且つ重ね合わせ可能な炭素原子）の原子の数
桁５    ：原子タイプ２（擬似原子）の原子の数
桁６−７：ヘテロ原子のコードの合計数（ただし同じヘテロ原子が複数存在しても１つのコードのみ）、０：Ｃ，１：Ｏ，２：Ｎ，３：Ｓ，４：Ｆ，５：Ｃｌ，６：Ｂｒ，７：Ｉ，８：Ｐ，９：その他
桁８    ：環（リング）構造の数
桁９    ：水素原子の結合するヘテロ原子の有無、有：１，無：０
【００６９】
（４）登録更新手段１４
図１５に登録更新手段１４の処理例を示す。登録更新手段１４は先ず、修飾結合表生成手段１３で生成された規範化された修飾結合表の補助情報行３００に設定されている部分構造ＩＤ番号をキーに知識ベース３を検索する（Ｓ２１）。同じ部分構造ＩＤ番号を持つ修飾結合表が知識ベース３に存在しなかった場合（Ｓ２２でＮＯ）、今回の修飾結合表をそのまま知識ベース３に追加登録する（Ｓ２３）。
【００７０】
他方、同じ部分構造ＩＤ番号を持つ修飾結合表が知識ベース３に存在した場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、今回の修飾結合表の結合表３０１で示される部分構造と、知識ベース３に存在した同じ部分構造ＩＤ番号を持つ修飾結合表の結合表で示される部分構造とが同じ構造か比較する（Ｓ２４）。この比較は、原子番号が規範化されているので、同じ原子番号を持つ原子を比較していくことで足りる。２つの部分構造での同じ原子番号を持つ全ての原子が結合タイプを含めて同じである場合、それらは同じ部分構造と判定する。このような比較の結果、同じ部分構造の修飾結合表が知識ベース３に存在しないことが確かめられた場合（Ｓ２５でＮＯ）、今回の修飾結合表をそのまま知識ベース３に追加登録する（Ｓ２３）。
【００７１】
反対に、今回の修飾結合表と同じ部分構造の修飾結合表が知識ベース３に存在した場合（Ｓ２５でＹＥＳ）、今回の修飾結合表中の二次元プロトンＮＭＲ情報を考慮に入れて、知識ベース３に存在した修飾結合表中の二次元プロトンＮＭＲ情報を更新する（Ｓ２６、Ｓ２７）。
【００７２】
この更新方法としては、例えば、知識ベース３に新たな修飾結合表を新規登録した際、およびその更新時に、その修飾結合表に対応して、それまでの同一部分構造にかかる二次元プロトンＮＭＲ情報の値を別途保存しておき、同じ部分構造の修飾結合表が出現したとき、この修飾結合表中の二次元プロトンＮＭＲ情報と前記保存された過去の二次元プロトンＮＭＲ情報とから、化学シフト範囲の中間値、化学シフトの平均値および偏差値を再計算し（Ｓ２６）、この再計算した値で、知識ベース３に存在した修飾結合表のスペクトル情報３０２における各行の化学シフト情報３０２３に含まれる化学シフト範囲の中間値３０２３１、化学シフトの平均値３０２３２および偏差値３０２３３を更新し、補助情報行３００の部分構造数３００１を＋１する（Ｓ２７）方法がある。勿論、上述のような過去の値を保存せずに、今までの統計値である化学シフト範囲の中間値、化学シフトの平均値および偏差値と今回の二次元プロトンＮＭＲ情報とから計算によって更新後の各値を求めるようにしても良い。以下に、化学シフト範囲の中間値と平均値の算出方法の例を示す。
○中間値の算出方法
登録済の中間値（Ｃ１とする）、偏差（σ）、新しく入力される第１化学シフト値と第２化学シフト値の最大値（Ｃ２）と最小値（Ｃ３）とから、登録済最大値（Ｃ１＋σ）とＣ２を比較し、大きい方を新たな最大値Ｃ４とし、登録済最小値（Ｃ１−σ）とＣ３を比較し、小さい方を新たな最小値Ｃ５として、Ｃ４とＣ５の平均値を新たな中間値とする。
○平均値の算出方法
登録済の平均値（Ｃ１とする）、平均値を算出するのに用いた化学シフト値の個数（ｎ）、新しく入力される第１化学シフト値と第２化学シフト値の平均値（Ｃ２）とから、（Ｃ１＊ｎ＋Ｃ２）／（ｎ＋１）＝Ｃ３を新たな平均値とする。
【００７３】
なお、ジェミナルプロトンのピークは、有機化合物のスペクトル測定周波数によっては重複ピークとして観測されたり、２つの明確なピークとして観測される場合がある。このため重複ピークとしてジェミナルプロトンが観測された部分構造と、２つの明確なピークとして観測された部分構造との双方が出現した場合、登録更新手段１４は、平均値などをとって調整する。例えば、或る部分構造中の或る原子について、化学シフト値２．３０ｐｐｍ、プロトン数２の重複ピークがあり、同じ部分構造中の同じ原子について、２つの明確なピークとして、化学シフト値２．２０ｐｐｍ、プロトン数１の第１のピークと、化学シフト値２．４０ｐｐｍ、プロトン数１の第２のピークがある場合、
（２．３０＋２．２０）／２＝２．２５ｐｐｍ、プロトン数１のピーク
（２．３０＋２．４０）／２＝２．３５ｐｐｍ、プロトン数１のピーク
を持つような部分構造が知識ベース３に格納されるようにする。
【００７４】
（５）知識ベース３
知識ベース３は磁気ディスク装置などのランダムアクセス可能な記録媒体に構築された物理的なファイルである。図１６に知識ベース３の構成例を示す。先頭の行４００には知識ベース３に蓄積された部分構造の総数が設定される。この例の知識ベース３の場合、１３５０３個の部分構造が蓄積されている。各部分構造を示す規範化された修飾結合表４０１は、知識ベース３における部分構造の位置を示すシンボル行「Ｓｕｂｓｔｒｕｃｔｕｒｅ＃」４０２によって分けられている。各修飾結合表４０１は、図１１で説明したように補助情報行３００と結合表３０１とスペクトル情報３０２とから構成される。
【００７５】
【適用例】
次に、知識ベース３の適用例として、未知の有機化合物のスペクトル情報からその構造を解析する構造推定装置を説明する。
【００７６】
図１７を参照すると、本例の有機化合物の構造推定装置６は、上述のようにして構築された知識ベース３と、キーボードやファイル等の入力装置４と、表示装置やプリンタやファイル等の出力装置５とに接続され、入力手段６１、部分構造推定手段６２、部分構造格納手段６３、全体構造組立手段６４、候補構造格納手段６５および出力手段６６を主要部として有している。
【００７７】
入力手段６１は、入力装置４から未知有機化合物のスペクトル情報を入力データとして入力し、部分構造推定手段６２および全体構造組立手段６４に伝達する。図１８に入力データの例を示す。この例では、２Ｄ−ＮＭＲスペクトル測定で得られた未知有機化合物の各ピーク番号毎の１Ｈ−ＮＭＲの化学シフト値とプロトン数、Ｈ−Ｈ  ＣＯＳＹスペクトルのクロスピーク情報、および測定溶媒が含まれている。クロスピーク情報は、ピーク番号の組み合わせとなっている。
【００７８】
部分構造推定手段６２は、入力されたスペクトル情報および知識ベース３の内容に基づき未知有機化合物に含まれる可能性のある部分構造を推定する。その処理例を図１９に示す。同図に示すように部分構造推定手段６２は、入力手段６１から図１８に示したようなデータを入力し（Ｓ３１）、知識ベース３中のそれぞれの修飾結合表毎に、その修飾結合表中のスペクトル情報（図１１の３０２）が入力データと適合するか否かを調べ、適合する場合にはその修飾結合表が示す部分構造は未知有機化合物に含まれる可能性のある部分構造と判断し、その部分構造に関する情報を部分構造格納手段６３に格納する（Ｓ３２〜Ｓ３５）。ステップＳ３３において、修飾結合表中のスペクトル情報が入力データと適合するか否かは概ね以下のようにして判断される。
【００７９】
今、知識ベース３に記憶されている部分構造のセットをＳ、ｉ番目の部分構造をＳｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）とする。
Ｓ＝［Ｓｉ］          ｉ＝１，２，…，ｎ                        （１）
ここで、ｎは知識ベース３に蓄積された部分構造の数である。
また、部分構造Ｓｉの二次元プロトンＮＭＲでのスペクトル特徴が１組のピークＰＳｉと１組のクロスピークＣＰＳｉを持つとする。
ＰＳｉ＝［Ｐｊ］      ｊ＝１，２，…，ｍ                        （２）
ＣＰＳｉ＝［Ｐｋ×Ｐｌ］    ｋ≠ｌ                              （３）
Ｐｋ∈ＰＳｉ  ａｎｄ  Ｐｌ∈ＰＳｉ                              （４）
ここで、ｍは部分構造Ｓｉのピークの数である。また、Ｐｋ×ＰｌはクロスピークがＨ−Ｈ  ＣＯＳＹスペクトルにおいてｋ番目のピークＰｋとｌ番目のピークＰｌの間になければならないことを意味する。シンボル∈は「含められる」ことを意味する。
他方、入力データによって示される未知有機化合物の二次元プロトンＮＭＲスペクトルが１組のピークＰと１組のクロスピークＣＰを持つとする。
【００８０】
この場合、部分構造Ｓｉが未知有機化合物に含まれる可能性があるかどうかは、基本的には、以下の式（５）で相関関係をチェックして決定する。
ＰＳｉ  ⊆  Ｐ  ∧  ＣＰＳｉ  ⊆  ＣＰ                          （５）
ここで、⊆：ｉｎｃｌｕｄｅ  ｏｒ  ｅｑｕａｌ
∧：ａｎｄ
即ち、未知有機化合物の二次元プロトンＮＭＲ情報のピークにマッチするピークを有し、且つ、未知有機化合物の二次元プロトンＮＭＲ情報のクロスピークにマッチするクロスピークを有する部分構造を、当該未知有機化合物に含まれる可能性のある部分構造の１つとする。ここで、ＰＳｉ⊆Ｐの判定における化学シフト値の照合は或る程度の許容値をもってチェックされる。許容値としては知識ベース３の修飾結合表のスペクトル情報に記述された偏差値および予め定められたデフォルトの偏差値（例えば０．１０〜０．１５ｐｐｍ）の内、大きな方を使う。
【００８１】
また、前記（５）式に加えて他の条件を加味して、部分構造Ｓｉが未知有機化合物に含まれる可能性を判定するようにしても良い。例えば、部分構造ＳｉのピークＰｋが入力データのピークＰｘにマッチしたとしても、ピークＰｋのプロトン数（図１１（ｅ）のＨ原子数３０２４）がピークＰｘのプロトン数（図１８）より多ければ、候補から除外して良い。
【００８２】
また、ヘテロ原子（例えばＯ、Ｎ、Ｓ、Ｐ、Ｓｉ等のＣ以外の原子）に結合したプロトンは、実際にはピークが観測されず、また隣接のプロトンとのクロスピークも観測されない場合がある。これを考慮して、前記（５）式におけるＰＳｉ⊆Ｐのチェックは、部分構造Ｓｉのピークタイプ（図１１（ｅ）の３０２２）が１のピークについては、若しマッチしなくても当該判定に関してはマッチすると判断する。同じく、前記（５）式におけるＣＰＳｉ⊆ＣＰのチェックは、部分構造Ｓｉのクロスピークタイプ（図１１（ｇ）の３０２６１）が２（ヘテロ原子に結合するプロトンによるクロスピーク）の場合、若しマッチしなくても当該判定に関してはマッチすると判断する。
【００８３】
更に、ジェミナルプロトンは、実際には明確な２つのピークとして観測されず、重複ピークとして観測される場合がある。これを考慮して、前記（５）式におけるＣＰＳｉ⊆ＣＰのチェックは、部分構造Ｓｉのクロスピークタイプ（図１１（ｇ）の３０２６１）が１（ジェミナルプロトンによるクロスピーク）の場合、若しマッチしなくても当該判定に関してはマッチすると判断する。
【００８４】
以上のようにして部分構造推定手段６２によって、未知有機化合物に含まれる可能性のある部分構造が推定されると、次に全体構造組立手段６４が、推定された部分構造から未知有機化合物の全体構造の候補を求める。部分構造推定手段６２によって推定された部分構造の中には、完全構造とそうでない構造との２種類がある。全体構造組み立て手段６４は、完全構造になっている部分構造については部分構造格納手段６３から読み出し、その完全構造中の水素原子数が入力データ中の水素原子数と矛盾しないかどうか等をチェックし、矛盾がなければ１つの候補構造として候補格納手段６５に出力する。他方、完全構造でない部分構造については、例えば図２０に示すような処理により、それらを組み立てることで候補構造を求める。
【００８５】
全体構造組立手段６４は、先ず、部分構造格納手段６３から完全構造以外の部分構造を抽出する（Ｓ４１）。完全構造であるか否かは、疑似原子を有するか否かによって判定する。次に、未知有機化合物の全体構造を組み立てる際の出発点となる部分構造の集合を選定する（Ｓ４２）。全体構造を組み立てる際の出発点となる部分構造を本明細書ではフォーカスノードと呼ぶ。フォーカスノードの選定方法としては、全ての可能な候補構造が、選ばれたフォーカスノードから組み立てられることが保証されていれば、どのような方法でも良い。最も単純な方法は、ステップＳ４１で抽出した全ての部分構造をフォーカスノードとする方法である。
【００８６】
次に全体構造組立手段６４は、１つのフォーカスノード毎に、そのフォーカスノードを出発点として構造の組立を行う（Ｓ４３〜Ｓ４５）。構造組立の主なアルゴリズムは、「組み立ての森」の検索アルゴリズムである。組み立ての森は、独立した樹から成る。樹のなかでは、未知有機化合物の候補構造は、完全構造をもつ葉（リーフ：これ以上大きくすることができない部分的な若干の構造も、葉である）として考える。他のノードは、異なる部分構造を重ねることによって発生する部分的な構造（新しく発生する、より大きな構造）として扱われる。構造組立は、組み立ての森を探すよう処理され、樹の全ての葉を得る。組み立ての樹を探すことは、深さ方向優先戦略によって実施される。そして、バックトラッキング（後方追跡）テクニックが、全部の樹を探すことを保証するために使われる。組み立ての樹の概念図を図２１に示す。
【００８７】
図２１において、シンボル◎、○、□はそれぞれ１つのノードであり、特にノード◎は樹のルートＲ、ノード□は葉と呼ぶ。ルートＲには、フォーカスノードとして選定された部分構造の１つが設定される。ノード○は、異なる部分構造を重ねることによって新しく発生した部分構造を示す。葉のノード□は完全構造をもつ。シンボル△は重ね合わせに使用する部分構造を示す。以下、図２１を参照して、組み立ての樹の探索方法を説明する。なお、以下の説明において、或るノード（Ａとする）に対して部分構造を重ねることによって新しいノード（Ｂとする）が生成される場合、ノードＡとノードＢとの関係において、ノードＡを親ノード、ノードＢを子ノードと呼ぶ。例えば、図２１において、ルートＲはノードＮ１１およびノードＮ１２の親ノードであり、ノードＮ１１およびノードＮ１２はルートＲの子ノードである。また、ノードＮ２１は、ノードＮ１１から見て子ノードであり、ノードＣ２から見て親ノードである。
【００８８】
先ず、フォーカスノードに対して重ね合わせる部分構造の集合を選定する。この部分構造をレベル０の部分構造セットと呼び、Ｐ［０］［ｎ］と記す。ｎは部分構造の数である。図２１の場合、３つの部分構造Ｐ［０］［１］、Ｐ［０］［２］  Ｐ［０］［３］を含むセットが選定されている。或るノードに対して重ね合わせる部分構造セットを選定する方法としては、スペクトル情報を考慮する方法がある。つまり、或る部分構造をそのノードに重ね合わせた場合に、出来上がった部分構造はその部分構造が持つスペクトル情報とそのノードが持つスペクトル情報とを統合したものとなる。従って、若し、統合したスペクトル情報が入力データのスペクトル情報と矛盾する場合には、その部分構造は重ね合わせる必要がない。また、部分構造セットの選定に際しては、部分構造推定手段６２で推定された各部分構造の、未知有機化合物に含まれる可能性のある個数も考慮する。
【００８９】
次に、フォーカスノードと、レベル０の部分構造セット中の１つの部分構造Ｐ［０］［１］とを重ね合わせる（矢印（１））。図２１の場合、重ね合わせに成功し、新たな部分構造Ｎ１１が生成されている。このように重ね合わせに成功し、新たな部分構造が生成されると、レベルを１つ進めてレベル１とし、部分構造Ｎ１１に対する組み立てを続行する。この場合にも、部分構造Ｎ１１に対して重ね合わせる部分構造セットを選定する。図２１の場合、２つの部分構造Ｐ［１］［１］、Ｐ［１］［２］を含むレベル１のセットが選定されている。次に、部分構造Ｎ１１と、レベル１セット中の１つの部分構造Ｐ［１］［１］とを重ね合わせる（矢印（２））。図２１の場合、重ね合わせに成功し、完全構造Ｃ１が生成されている。
【００９０】
このように完全構造が生成されると、その構造中の水素原子数が入力データ中の水素原子数と矛盾しないかどうか等をチェックし、矛盾がなければ１つの候補構造として候補格納手段６５に出力する。但し、同じ完全構造が既に候補格納手段６５に格納されているか否かを調べ、格納されているときは出力しない。そして、バックトラックを行って（矢印（３））、親ノードの部分構造Ｎ１１に戻る。次に、部分構造Ｎ１１と、レベル１のセット中の１つの部分構造Ｐ［１］［２］とを重ね合わせる（矢印（４））。図２１の場合、重ね合わせに成功し、新たな部分構造Ｎ２１が生成されている。従って、レベルを１つ進めてレベル２とし、部分構造Ｎ２１に対する組み立てを続行すべく、部分構造Ｎ２１に対して重ね合わせる部分構造セットを選定する。図２１の場合、１つの部分構造Ｐ［２］［１］を含むレベル２のセットが選定されている。そこで、部分構造Ｎ２１と部分構造Ｐ［２］［１］とを重ね合わせる（矢印（５））。図２１の場合、重ね合わせに成功し、完全構造Ｃ２が生成されている。
【００９１】
次に、完全構造Ｃ２に対して完全構造Ｃ１と同様な処理を行った後、バックトラックを行って（矢印（６））、部分構造Ｎ２１に戻る。この部分構造Ｎ２１に重ね合わせる部分構造はレベル２のセット中のＰ［２］［１］だけで後は存在しないので、再びバックトラックを行って（矢印（７））、部分構造Ｎ１１に戻る。この部分構造Ｎ１１に重ね合わせる部分構造はレベル１のセット中のＰ［１］［１］、Ｐ［１］［２］で全て処理し終えているので、再びバックトラックを行って（矢印（８））、ルートＲに戻る。以下、図２１に示す（９）→（１０）→（１１）→（１２）→（１３）→（１４）…のような順序で、組み立ての樹の探索が続けられる。なお、矢印（１０）の先に付したシンボル×は、部分構造Ｎ１２に対して新たに選定された、重ね合わせる部分構造の集合の内、Ｐ［１］［１］との重ね合わせが失敗したことを示している。
【００９２】
以上のような組み立ての樹の探索において、樹が大きいと全てのノードを保持するにはコンピュータのメモリが不足する場合がある。このような場合には、子ノードを生成したとき、この子ノードを格納するメモリ領域として、親ノードが使っていたメモリ領域を使用し、バックトラックする際には、スペクトル情報も含めて子ノードから元の部分構造を差し引くことによって親ノードをダイナミックに生成するようにすれば良い。
【００９３】
次に部分構造どうしの重ね合わせについて説明する。２つの部分構造の重ね合わせは、水素原子のない構造の部分（つまり非基幹部分）でのみ行う。但し、１つの例外がある。疑似原子は、水素原子のある構造の部分（つまり基幹部分）に重ねることができることである。従って、正確には、２つの部分構造の重ね合わせは、非基幹部分の全ての原子とその息子原子（ここで、息子原子とは、当該非基幹部分に隣接する基幹部分中の原子であって当該非基幹部分の原子に結合している原子を意味する。従って、息子原子は原子タイプ１である）が対象となる。一方の部分構造の何れか１つの非基幹部分の全原子及びその息子原子が、他方の部分構造の何れか１つの非基幹部分の全原子およびその息子原子にマッチするとき、この２つの部分構造は重ね合わせることができる。マッチとは、原子の種類および結合の種類が同一であることを言う。具体例を図２２（ａ）、（ｂ）に示す２つの部分構造Ａ、Ｂを用いて以下説明する。なお、部分構造Ａ、Ｂの各原子に付記した数値は原子番号である。
【００９４】
部分構造Ａ、Ｂにおいて、破線で囲んだ部分がそれぞれ非基幹部分であり、一点鎖線で囲んだ部分が非基幹部分の全ての原子とその息子原子とを含む重ね合わせ対象部分になる。部分構造Ａには１つの重ね合わせ対象部分ａがあり、部分構造Ｂには２つの重ね合わせ対象部分ｂ１、ｂ２がある。従って、重ね合わせ対象部分ａ中の全原子が、重ね合わせ対象部分ｂ１、ｂ２の何れかの全原子とマッチすれば、部分構造Ａ、Ｂは重ね合わせることができる。この例では、重ね合わせ対象部分ａ中の全原子が重ね合わせ対象部分ｂ１の全原子と以下のようにマッチしているため、図２２（ｃ）のように重ね合わせることができる。
0003725767.tif 000002
【００９５】
以上のようにして全体構造組立手段６４によって求められた未知有機化合物の候補構造に関する情報（結合表およびスペクトル情報など）は、出力手段６６によって候補格納手段６５から読み出され、ディスプレイ装置やプリンタで構成される出力装置５から出力される。
【００９６】
次に、知識ベース３の適用例として、有機化合物の構造情報から二次元プロトンＮＭＲ情報を予測するスペクトル予測装置を説明する。
【００９７】
図２３を参照すると、本例のスペクトル予測装置７は、前述のようにして構築された知識ベース３と、キーボードやファイル等の入力装置４と、表示装置やプリンタやファイル等の出力装置５とに接続され、入力手段７１、部分構造抽出手段７２、部分構造格納手段７３、検索手段７４および出力手段７５を主要部として有している。
【００９８】
入力手段７１は、入力装置４からスペクトル予測対象となる有機化合物を構成する各原子とそれらの間の結合関係とを示す構造情報を入力データとして入力し、部分構造抽出手段７２に伝達する。部分構造抽出手段７２は、図１の部分構造抽出手段１２と同様な方法で有機化合物の全体構造から１以上の部分構造を抽出し、各部分構造に関する情報を部分構造格納手段７３に格納する。各部分構造に関する情報では、規範化原子番号を用いて、部分構造を構成する各原子とそれらの間の結合関係とが示されている。
【００９９】
次に検索手段７４は、部分構造格納手段７３に格納された各部分構造情報毎に、その部分構造と一致する結合表（図１１の３０１）を持つ修飾結合表を知識ベース３から検索し、見つけた修飾結合表のスペクトル情報（図１１の３０２）を出力手段７５を介して出力装置５に出力する。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、２Ｄ−ＮＭＲスペクトルを用いた有機化合物の構造推定に好適な知識ベースを構築することができる。その理由は、未知有機化合物から測定された二次元プロトンＮＭＲ情報におけるクロスピークのつながり全体と知識ベース中の各部分構造における二次元プロトンＮＭＲ情報との照合が可能となり、従来よりサイズの大きな部分構造を直ちに推定することができるからである。これにより、後の組み立て工程数を大幅に削減することができる。特に、有機化合物中の同じ芳香族環に属する基幹部分を持つ複数の部分構造を一つの部分構造として蓄積する知識ベースによれば、提案される部分構造の数を大幅に削減でき、後の完全構造の組み立てにおける組み合わせの爆発を防ぐことができる。
【０１０１】
また本発明によれば、２Ｄ−ＮＭＲスペクトル予測に好適な知識ベースを構築することができる。その理由は、スペクトル予測対象の有機化合物の構造から抽出した基幹部分を含む部分構造と知識ベース中の各修飾結合表における部分構造との照合によって、複数のピークの化学シフト値およびクロスピーク情報を一括して予測することができるからである。
【０１０２】
更に本発明によれば、２Ｄ−ＮＭＲスペクトルを用いた有機化合物の構造推定や２Ｄ−ＮＭＲスペクトル予測に好適な知識ベースを効率良く構築することができる。その理由は、部分構造中の原子番号を規範化すると共に部分構造から抽出した予め定めた複数の特徴を各桁の数値に設定した部分構造ＩＤ番号を修飾結合表に含めるようにしたので、同じ部分構造が知識ベース中に既に登録されているか否かを部分構造ＩＤ番号、規範化された同じ原子番号どうしの比較によって高速に判定できるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる知識ベース構築装置のブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態にかかる知識ベース構築装置の全体処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】化合物データベース中の化合物ファイルの例を示す図である。
【図４】図４の化合物ファイルに対応する有機化合物の構造式を示す図である。
【図５】部分構造抽出手段の処理例を示すフローチャートである。
【図６】有機化合物の全体構造を基幹部分と非基幹部分に分割する例を示す図である。
【図７】有機化合物の全体構造から１つの部分構造を抽出する例を示す図である。
【図８】有機化合物の全体構造から別の部分構造を抽出する例を示す図である。
【図９】有機化合物の全体構造から他の部分構造を抽出する例を示す図である。
【図１０】同じ芳香族環に属する基幹部分を持つ部分構造を１つの部分構造に統合する説明図である。
【図１１】修飾結合表の説明図である。
【図１２】修飾結合表の例を示す図である。
【図１３】修飾結合表の規範化処理の説明図である。
【図１４】規範化された部分構造ＩＤ番号の説明図である。
【図１５】登録更新手段の処理例を示すフローチャートである。
【図１６】知識ベースの構成例を示す図である。
【図１７】未知の有機化合物のスペクトル情報からその構造を解析する構造推定装置のブロック図である。
【図１８】未知の有機化合物のスペクトル情報を含む入力データの例を示す図である。
【図１９】部分構造推定手段の処理例を示すフローチャートである。
【図２０】全体構造組立手段の組み立て処理例を示すフローチャートである。
【図２１】組み立ての樹の概念を示す図である。
【図２２】部分構造どうしの重ね合わせの説明図である。
【図２３】有機化合物の構造情報から二次元プロトンＮＭＲ情報を予測するスペクトル予測装置のブロック図である。
【図２４】２Ｄ−ＮＭＲスペクトルの一つの例であるＨ−ＨＣＯＳＹスペクトルの説明図である。
【図２５】従来の知識ベース構築方法の説明図である。
【符号の説明】
１…知識ベース構築装置
１１…入力手段
１２…部分構造抽出手段
１３…修飾結合表生成手段
１４…登録更新手段
２…化合物データベース
３…知識ベース
【図１】
0003725767.tif 000003
【図２】
0003725767.tif 000004
【図３】
0003725767.tif 000005
【図４】
0003725767.tif 000006
【図５】
0003725767.tif 000007
【図６】
0003725767.tif 000008
【図７】
0003725767.tif 000009
【図８】
0003725767.tif 000010
【図９】
0003725767.tif 000011
【図１０】
0003725767.tif 000012
【図１１】
0003725767.tif 000013
【図１２】
0003725767.tif 000014
【図１３】
0003725767.tif 000015
【図１４】
0003725767.tif 000016
【図１５】
0003725767.tif 000017
【図１６】
0003725767.tif 000018
【図１７】
0003725767.tif 000019
【図１８】
0003725767.tif 000020
【図１９】
0003725767.tif 000021
【図２０】
0003725767.tif 000022
【図２１】
0003725767.tif 000023
【図２２】
0003725767.tif 000024
【図２３】
0003725767.tif 000025
【図２４】
0003725767.tif 000026
【図２５】
0003725767.tif 000027