(57)【要約】【課題】光学活性分子の絶対配置を簡易且つ確実に決定する光学活性分子の絶対配置決定方法及び決定装置を提供する。【解決手段】光学活性分子の円二色性スペクトル及び吸収スペクトルを測定する。光学活性分子のＲ体及びＳ体の各々について、Ｒ体及びＳ体の分子構造情報から理論円二色性スペクトル及び理論吸収スペクトルを各々生成し、理論吸収スペクトルの実測吸収スペクトルからのシフト量を用いて理論円二色性スペクトルを補正する。そして、実測円二色性スペクトルのコットン効果の符号と補正後のＲ体の理論円二色性スペクトルのコットン効果の符号とを比較して、両符号が一致する場合には前記光学活性分子の絶対配置はＲ体であると判定し、両符号が一致しない場合には前記光学活性分子の絶対配置はＳ体であると判定する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学活性分子の円二色性スペクトル及び吸収スペクトルを測定するスペクトル測定工程と、
前記光学活性分子のＲ体及びＳ体の各々について、Ｒ体及びＳ体の分子構造から理論円二色性スペクトル及び理論吸収スペクトルを各々生成する理論スペクトル生成工程と、
前記光学活性分子のＲ体及びＳ体の各々について、理論吸収スペクトルの実測吸収スペクトルからのシフト量を用いて理論円二色性スペクトルを補正するスペクトル補正工程と、
実測円二色性スペクトルのコットン効果の符号と補正後のＲ体の理論円二色性スペクトルのコットン効果の符号とを比較して、両符号が一致する場合には前記光学活性分子の絶対配置はＲ体であると判定し、両符号が一致しない場合には前記光学活性分子の絶対配置はＳ体であると判定する絶対配置判定工程と、
を有する光学活性分子の絶対配置決定方法。
【請求項２】
前記理論スペクトル生成工程において、前記光学活性分子のＲ体及びＳ体の各々について、最安定構造の原子座標を設定し、設定された原子座標を用いて遷移エネルギーに対応する吸収波長での旋光強度を演算し、演算された旋光強度と吸収波長との関係に基づいて理論円二色性スペクトル及び理論吸収スペクトルを各々生成する請求項１に記載の光学活性分子の絶対配置決定方法。
【請求項３】
最安定構造を含む複数の安定構造が存在する場合に、複数の安定構造の各々について理論円二色性スペクトル及び理論吸収スペクトルを各々生成し、各安定構造の存在確率に応じた重み付けを行って真の理論円二色性スペクトル及び真の理論吸収スペクトルを各々生成する請求項１又は２に記載の光学活性分子の絶対配置決定方法。
【請求項４】
前記光学活性分子の全電子を考慮した分子軌道計算により前記旋光強度を演算する請求項２又は３に記載の光学活性分子の絶対配置決定方法。
【請求項５】
密度汎関数法を用いた分子軌道計算により前記旋光強度を演算する請求項２乃至４のいずれか１項に記載の光学活性分子の絶対配置決定方法。
【請求項６】
下記式（１）に従い演算した旋光強度Ｒと下記式（２）に従い演算した旋光強度Ｒとが一致するように、前記密度汎関数法に用いる基底関数系を選択する請求項５に記載の光学活性分子の絶対配置決定方法。
【数１】
2006284390.tif 000006
【数２】
2006284390.tif 000007
【請求項７】
前記光学活性分子の励起状態を時間依存密度汎関数法で取り扱う請求項５又は６に記載の光学活性分子の絶対配置決定方法。
【請求項８】
前記光学活性分子のＲ体及びＳ体の各々について、とり得る総ての立体配座の各々について分子力場計算と分子軌道計算とにより全エネルギーを計算し、計算された全エネルギーが最小となる立体配座を前記最安定構造とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の光学活性分子の絶対配置決定方法。
【請求項９】
前記理論スペクトル生成工程において、前記遷移エネルギーに対応する吸収波長を中心波長として、前記旋光強度を積分エネルギーとしたピーク波形の関数を当てはめてモデル関数を作成し、理論円二色性スペクトル及び理論吸収スペクトルを各々生成する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学活性分子の絶対配置決定方法。
【請求項１０】
前記ピーク波形の関数がガウス関数である請求項９に記載の光学活性分子の絶対配置決定方法。
【請求項１１】
光学活性分子の実測円二色性スペクトル及び実測吸収スペクトルを表す情報と、前記光学活性分子のＲ体及びＳ体の分子構造を表す情報とを入力する入力手段と、
前記入力手段から入力された前記情報を記憶する記憶手段と、
前記光学活性分子のＲ体及びＳ体の各々について、前記記憶手段に記憶された分子構造を表す情報を読み出し、該情報に基づいて分子軌道計算を実施し、該分子軌道計算の結果に基づいて理論円二色性スペクトル及び理論吸収スペクトルを各々生成する生成手段と、
前記光学活性分子のＲ体及びＳ体の各々について、前記記憶手段に記憶された実測吸収スペクトルを表す情報を読み出し、前記生成手段で得られた理論吸収スペクトルの実測吸収スペクトルからのシフト量を演算し、演算したシフト量を用いて理論円二色性スペクトルを補正する補正手段と、
前記記憶手段に記憶された実測円二色性スペクトルを表す情報を読み出し、実測円二色性スペクトルのコットン効果の符号と補正後のＲ体の理論円二色性スペクトルのコットン効果の符号とを比較して、両符号が一致する場合には前記光学活性分子の絶対配置はＲ体であると判定し、両符号が一致しない場合には前記光学活性分子の絶対配置はＳ体であると判定する判定手段と、
を有する光学活性分子の絶対配置決定装置。
【請求項１２】
コンピュータに、
光学活性分子の実測円二色性スペクトル及び実測吸収スペクトルを表す情報と、前記光学活性分子のＲ体及びＳ体の分子構造を表す情報とを取得するステップと、
取得された前記情報を記憶手段に記憶するステップと、、
前記記憶手段に記憶された前記分子構造を表す情報を読み出し、前記光学活性分子のＲ体及びＳ体の各々について、該情報に基づいて分子軌道計算を実施し、分子軌道計算の結果に基づいて理論円二色性スペクトル及び理論吸収スペクトルを各々生成するステップと、
前記記憶手段に記憶された実測吸収スペクトルを表す情報を読み出し、前記光学活性分子のＲ体及びＳ体の各々について、理論吸収スペクトルの実測吸収スペクトルからのシフト量を演算し、演算したシフト量を用いて理論円二色性スペクトルを補正するステップと、
前記記憶手段に記憶された実測円二色性スペクトルを表す情報を読み出し、実測円二色性スペクトルのコットン効果の符号と補正後のＲ体の理論円二色性スペクトルのコットン効果の符号とを比較して、両符号が一致する場合には前記光学活性分子の絶対配置はＲ体であると判定し、両符号が一致しない場合には前記光学活性分子の絶対配置はＳ体であると判定するステップと、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学活性分子の絶対配置決定方法、絶対配置決定装置、及びプログラムに関し、特に、光学活性分子の実測円二色性スペクトルと理論円二色スペクトルとを比較して、その絶対配置を決定する光学活性分子の絶対配置決定方法及び決定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
分子はその構造によっては右手体（以下、「Ｒ体」という。）と左手体（以下、「Ｓ体」という。）の一対が存在する場合がある。いわゆる光学活性分子である。この光学活性分子においては、時としてＲ体とＳ体の一方は薬として、もう一方は毒として働くような極端な場合がある。サリドマイド禍がその例である。このため一対のうち必要な方だけを選択的に合成する方法や、Ｒ体とＳ体の混合物から各々を分離する技術の開発が進められている。しかしながら、Ｒ体とＳ体の一方が分離されても、分離した化合物がＲ体なのかＳ体なのかは簡単には分らない。即ち、光学活性分子の絶対配置を決定することは容易ではない。
【０００３】
従来、光学活性分子の絶対配置は以下の方法により決定されていた。（１）絶対配置が既知の原料や触媒を用いた場合は原料や触媒と生成物の旋光度や円二色性スペクトル（以下、「円二色性スペクトル」という。）を比較して類推する、（２）励起子キラリティ法が適用できる場合はこれを用いる、（３）単結晶Ｘ線構造解析の際に異常散乱を測定する、（４）絶対配置が既知の分子と共結晶を作成し、単結晶Ｘ線構造解析を行う、（５）分子軌道法、密度汎関数法などの電子状態計算によりＲ体とＳ体の理論円二色性スペクトルを算出し、実験により得られる円二色性スペクトルと比較する等である（非特許文献１を参照）。
【非特許文献１】宍戸昌彦（岡山大学工学部）、「らせん高分子の円二色性計算」、第５回高分子計算機研究会講演要旨集、１９９４年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、（１）及び（２）の決定方法には、適用できる光学活性分子の構造が制約される、構造解析に時間がかかるという問題があった。また（３）及び（４）の決定方法には、高価なＸ線構造解析装置が必要であるという問題があった。更に（５）の決定方法には、理論円二色性スペクトルが長波長側又は短波長側にシフトするため、実験により得られる円二色性スペクトルがいずれの理論円二色性スペクトルに近似しているのか判断することができず、Ｒ体かＳ体かの判定が難しいという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、本発明の目的は、光学活性分子の絶対配置を簡易且つ確実に決定する光学活性分子の絶対配置決定方法及び決定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１に記載の光学活性分子の絶対配置決定方法は、光学活性分子の円二色性スペクトル及び吸収スペクトルを測定するスペクトル測定工程と、前記光学活性分子のＲ体及びＳ体の各々について、Ｒ体及びＳ体の分子構造情報から理論円二色性スペクトル及び理論吸収スペクトルを各々生成する理論スペクトル生成工程と、前記光学活性分子のＲ体及びＳ体の各々について、理論吸収スペクトルの実測吸収スペクトルからのシフト量を用いて理論円二色性スペクトルを補正するスペクトル補正工程と、実測円二色性スペクトルのコットン効果の符号と補正後のＲ体の理論円二色性スペクトルのコットン効果の符号とを比較して、両符号が一致する場合には前記光学活性分子の絶対配置はＲ体であると判定し、両符号が一致しない場合には前記光学活性分子の絶対配置はＳ体であると判定する絶対配置判定工程と、を有することを特徴としている。
【０００７】
本発明の光学活性分子の絶対配置決定方法では、絶対配置を決定したい光学活性分子の円二色性スペクトル及び紫外−可視吸収スペクトル（以下、「紫外−可視吸収スペクトル」を単に「吸収スペクトル」という。）を測定すると共に、その光学活性分子のＲ体及びＳ体の理論円二色性スペクトル及び理論吸収スペクトルを各々生成する。円二色性スペクトルはＲ体とＳ体とで異なっているが、吸収スペクトルはＲ体でもＳ体でも同じである。また、円二色性スペクトルは吸収スペクトルとほぼ同じ波長にピークを有している。
【０００８】
従って、理論吸収スペクトルが、実測吸収スペクトルからどの程度シフトしているか（シフト量）に応じて、理論円二色性スペクトルを補正することで、理論円二色性スペクトルのパターンが実測円二色性スペクトルのパターンに非常に近づき、実測円二色性スペクトルのコットン効果の符号と理論円二色性スペクトルのコットン効果の符号とを正確に比較することが可能になる。これにより、光学活性分子の絶対配置を簡易且つ確実に決定することができるのである。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように本発明によれば、光学活性分子の絶対配置を簡易且つ確実に決定することができる、という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００１１】
（絶対配置決定装置の構成）
図１は、本実施の形態に係る絶対配置決定装置（以下、「決定装置」という。）の概略構成を示すブロック図である。この決定装置は、演算及び各種の制御を行うＣＰＵ１０、ＣＰＵ１０の演算及び制御プログラムを記憶したＲＯＭ１２、作業エリアを備えたＲＡＭ１４、分子軌道計算用の各種プログラムや各種データファイル等を記憶するハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１６及び入出力インターフェース１８がバス２０によって接続されて構成されている。後述する絶対配置決定処理を実行するためのプログラムはＲＯＭ１２に格納されている。
【００１２】
入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１８には、円二色性スペクトル（以下、「ＣＤスペクトル」という。）を測定する測定装置２２、及び紫外−可視吸収スペクトル（以下、「ＵＶスペクトル」という。）を測定する測定装置２４が接続されており、測定したスペクトルデータを取り込むことが可能となっている。また、Ｉ／Ｆ１８には、ディスプレイ等の表示装置２６及びキーボードやマウス等の入力装置２８が接続されており、スペクトルデータを表示装置２６に表示したり、オペレータが入力装置２８からコマンドや分子構造に関する情報を入力することが可能となっている。
【００１３】
（絶対配置決定処理）
図２は、光学活性分子の絶対配置決定処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。この処理は、プログラムを起動するためのコマンド入力により開始され、上記決定装置のＣＰＵ１０により実行される。ここでは、絶対配置は不明であるが絶対配置以外の分子構造が判明している光学活性分子（以下、「ターゲット」という。）について、その絶対配置を決定する場合について説明する。
【００１４】
オペレータの操作により、測定装置２２でターゲットのＣＤスペクトルが測定され、測定されたＣＤスペクトルデータが決定装置に入力される。同様に、測定装置２４でターゲットのＵＶスペクトルが測定され、測定されたＵＶスペクトルデータが決定装置に入力される。なお、Ｒ体とＳ体とでＣＤスペクトルのコットン効果の符号が逆転するが、ＵＶスペクトルは共通である。また、オペレータが入力装置２８を操作することにより、構成原子の種類、結合距離、結合角、立体配座等の分子構造に関する情報（以下、「分子構造情報」という。）が決定装置に入力される。
【００１５】
ステップ１００でターゲットの実測スペクトルデータが入力されたか否かが判断される。この判断は実測スペクトルデータが入力されるまで繰り返し行われる。ステップ１００で実測スペクトルデータが入力されたと判断された場合は、次のステップ１０２でＲ体とＳ体の分子構造情報が入力されたか否かが判断される。この判断は分子構造情報が入力されるまで繰り返し行われる。ステップ１０２で分子構造情報が入力されたと判断された場合は、次のステップ１０４で入力された実測スペクトルデータと分子構造情報とがＨＤＤ１６に記憶される。
【００１６】
＜分子モデル作成処理＞
ステップ１０６で分子モデル作成処理が実行され、最安定構造での原子座標が設定される。単結晶Ｘ線解析の結果に基づいて最安定構造を求めることも可能であるが、ここでは、図３を参照して、理論計算により最安定構造を求める例について説明する。なお、最安定構造はＲ体とＳ体の各々について求められる。
【００１７】
この処理では、図３に示すように、ステップ２００で分子構造情報がＨＤＤ１６から読み出され、読み出された分子構造情報に基づいて総ての立体配座について全エネルギーが演算される。この演算は、ＰＭ５、ＡＭ１、ＰＭ３、ＭＮＤＯ、ＭＯＺＹＭＥ等の半経験的分子軌道法や、Ｂ３ＬＹＰ、ＨＦ等の非経験的分子軌道法を用いて行うことができる。次に、ステップ２０２で全エネルギーの値が最小となる立体配座が最安定構造とされる。このように総ての立体配座を想定することで真の最安定構造を求めることができ、絶対配置の決定精度が向上する。
【００１８】
次いでステップ２０４でこの最安定構造での原子座標が設定され、ＨＤＤ１６に記憶される。即ち、Ｒ体とＳ体の各原子の３次元座標が設定され、図７に示すように、Ｒ体とＳ体の３次元分子モデルが各々作成される。
【００１９】
なお、最安定構造を含む複数の立体配座について３次元分子モデルを各々作成し、各３次元分子モデルを用いて理論CDスペクトルを求めてもよい。この方法については後述する。
【００２０】
＜旋光強度演算処理＞
分子モデル作成処理が終了すると、図２のステップ１０８で旋光強度演算処理が実行され、理論スペクトルを生成するために旋光強度が演算される。０→ｎ遷移に対する旋光強度Ｒは下記に示す式（１）又は式（２）で表される。
【００２１】
【数１】
2006284390.tif 000002
【００２２】
上記式（１）はｄｉｐｏｌｅ‐ｌｅｎｇｔｈ式と呼ばれている。
【００２３】
【数２】
2006284390.tif 000003
【００２４】
上記式（２）はｄｉｐｏｌｅ‐ｖｅｌｏｃｉｔｙ式と呼ばれている。
【００２５】
ステップ１０６で作成した３次元分子モデルの原子座標を入力ファイルとして式（１）又は式（２）を解くことで、図８に示すように、各遷移のエネルギーに対応した吸収波長での旋光強度Ｒを求めることができる。旋光強度Ｒの演算は、分子中の全電子を考慮した分子軌道法を用いて行うことが好ましい。π電子だけでなく全電子を考慮することで、絶対配置を決定できる分子の範囲が広くなる。全電子を考慮した分子軌道法としては、密度汎関数法、ＺＩＮＤＯ等の半経験的分子軌道法、ａｂ−ｉｎｉｔｉｏ、ＨＦ等の非経験的分子軌道法を用いることができる。この中でも、計算実行が比較的容易で且つ計算精度が高い点で、密度汎関数法を用いることが好ましい。
【００２６】
ここでは、図４を参照して、密度汎関数法を用いて旋光強度Ｒを求める例について説明する。なお、旋光強度ＲはＲ体とＳ体の各々について求められる。この場合、基底関数系としては、６−３１Ｇ（ｄ，ｐ）、６−３１Ｇ（ｄ）等を用いることができる。汎関数としては、Ｂ３ＬＹＰ混成汎関数、Ｂ３Ｐ８６混成汎関数等を用いることができる。また、励起状態は、時間依存密度汎関数法（ＴＤＤＦＴ）により取扱うことが好ましい。
【００２７】
この処理では、図４に示すように、ステップ３００で３次元分子モデルの原子座標がＨＤＤ１６から読み出され、これを入力ファイルとして上記式（１）を用いて密度汎関数法により旋光強度Ｒが演算される。なお、旋光強度ＲはＲ体とＳ体の各々について求められる。得られた旋光強度Ｒを第１旋光強度とする。次のステップ３０２では、上記式（２）を用いて密度汎関数法により旋光強度Ｒが演算される。得られた旋光強度Ｒを第２旋光強度とする。
【００２８】
次のステップ３０４で第１旋光強度と第２旋光強度とが一致したか否かが判断される。２通りの方法で求めた旋光強度が一致する場合には、基底関数系が適切であり、電子密度が正確であることを意味する。従って、両者が一致する場合には、ステップ３０６で得られた旋光強度Ｒと吸収波長との関係がＨＤＤ１６に記憶され、旋光強度演算処理が終了する。一方、両者が一致しない場合には、ステップ３０８で基底関数系が変更され、ステップ３００に戻る。そして、変更された基底関数系を用いて旋光強度Ｒが再度演算される。即ち、ステップ３００〜ステップ３０４が、第１旋光強度と第２旋光強度とが一致するまで繰り返される。これにより旋光強度Ｒを正確に求めることができる。
【００２９】
＜ガウス関数処理＞
旋光強度演算処理が終了すると、図２のステップ１１０でガウス関数処理が実行され、旋光強度Ｒと吸収波長との関係に基づいて理論ＣＤスペクトルが生成される。これにより、図８に示す各吸収波長での旋光強度Ｒのプロットが、図９に示すように、吸収波長を中心波長とする疑似吸収帯を有する連続スペクトル様の線図に変換される。ＣＤスペクトルのコットン効果の符号及び強度を表す理論的パラメータである旋光強度Ｒは、ＣＤスペクトルから求めることができることから、上記処理により得られた線図の縦軸はコットン効果の強度Δεに換算することができる。以下では、この線図を理論ＣＤスペクトルと称する。なお、理論ＣＤスペクトルはＲ体とＳ体の各々について求められる。
【００３０】
この処理では、図５に示すように、ステップ４００で疑似吸収帯の半値幅の下限が設定される。次のステップ４０２でＨＤＤ１６に記憶した旋光強度Ｒと吸収波長との関係が読み出され、吸収波長を中心波長としてガウス関数を当てはめることにより理論ＣＤスペクトルが生成される。半値幅の下限を設定することで、ノイズピーク様の疑似吸収帯の発生が抑制される。ステップ４０４で得られた理論ＣＤスペクトルが表示装置２６に表示される。
【００３１】
次のステップ４０６で、得られた理論ＣＤスペクトルが所望のパターンを有しているか否かを判断する。例えば、単位波長領域あたりの疑似吸収帯の数をカウントすることで、所望のパターンか否かを判断することができる。また、オペレータが表示装置２６に表示された理論ＣＤスペクトルを見て、所望のパターンか否かを判断してもよい。所望のパターンを有していると判断された場合には、ステップ４０８で得られた理論ＣＤスペクトルデータがＨＤＤ１６に記憶され、ガウス関数処理が終了する。
【００３２】
一方、所望のパターンを有していない場合には、ステップ４００に戻り、疑似吸収帯の半値幅の下限を設定し直して、再度、ガウス関数処理が実施される。即ち、ステップ４００〜ステップ４０６が、所望のパターンが得られるまで繰り返される。これにより、実測されたＣＤスペクトルに近似した理論ＣＤスペクトルを生成することができる。
【００３３】
＜理論ＵＶスペクトル生成処理＞
ガウス関数処理が終了して理論ＣＤスペクトルが生成されると、図２のステップ１１２で理論ＵＶスペクトル生成処理が実行される。理論ＵＶスペクトルは双極子強度Ｄに基づいて生成される。双極子強度Ｄは下記に示す式（３）で表される。理論ＵＶスペクトルは、理論ＣＤスペクトルと同様の手法により生成されることが好ましい。
【００３４】
【数３】
2006284390.tif 000004
【００３５】
理論ＣＤスペクトルの場合と同様にして、ステップ１０６で作成した３次元分子モデルの原子座標を入力ファイルとして式（３）を解くことで、各遷移のエネルギーに対応した吸収波長での双極子強度Ｄを求めることができる。また、吸収波長を中心波長としてガウス関数を当てはめることにより連続スペクトル様の線図が得られる。以下では、この線図を理論ＵＶスペクトルと称する。
【００３６】
旋光強度の場合と同様に、ＵＶ吸収体の遷移確率を表すパラメータである双極子強度Ｄは、実測のＵＶスペクトルの積分強度から理論的に求めることができることから、上記処理により得られた線図の縦軸は吸光度εに換算することができる。得られた理論ＵＶスペクトルデータがＨＤＤ１６に記憶されて、理論ＵＶスペクトル生成処理が終了する。
【００３７】
＜理論ＣＤスペクトルの補正＞
理論ＵＶスペクトル生成処理が終了すると、図２のステップ１１４で、ＨＤＤ１６から実測ＵＶスペクトルデータと理論ＵＶスペクトルデータとが読み出され、理論ＵＶスペクトルの疑似吸収帯の中心波長が、実測ＵＶスペクトルの吸収帯の中心波長からどの程度シフトしているか、そのシフト量が演算される。次のステップ１１６で、ＨＤＤ１６からＲ体及びＳ体の理論ＣＤスペクトルデータが読み出され、ステップ１１４で得られたシフト量を用いて理論ＣＤスペクトルデータが補正され、補正後の理論ＣＤスペクトルデータがＨＤＤ１６に記憶される。
【００３８】
理論ＵＶスペクトル及び理論ＣＤスペクトルは、分子１つを真空中に置いたと仮定して求めたものであり、溶媒中で測定される実測ＵＶスペクトル及び実測ＣＤスペクトルとは一致しないのが通常である。また、Ｒ体かＳ体かに拘らず、実測ＣＤスペクトルの吸収帯と実測ＵＶスペクトルの吸収帯とは、ほぼ同じ波長帯域に位置する。また、同様の手法で生成された理論ＣＤスペクトルの疑似吸収帯と理論ＵＶスペクトルの疑似吸収帯とは、ほぼ同じ波長帯域に位置することになる。従って、上記のシフト量をキャンセルするように、理論ＣＤスペクトルを長波長側又は短波長側に移動させることで、少なくとも理論ＣＤスペクトルのコットン効果の符号を、実測ＣＤスペクトルのコットン効果の符号と一致させることができる。これにより、次に述べる絶対配置の判定において、Ｒ体かＳ体かの判定が容易になる。
【００３９】
なお、ステップ１１４でシフト量を演算する代わりに、理論ＵＶスペクトルと実測ＵＶスペクトルとを表示装置２６に表示し、オペレータがシフト量を読み取って入力するようにしてもよい。また、理論ＣＤスペクトルの強度を補正することで、実測ＣＤスペクトルと更に近似した理論ＣＤスペクトルを得ることができる。
【００４０】
＜絶対配置の判定＞
理論ＣＤスペクトルの補正が終了すると、図２のステップ１１８で、ＨＤＤ１６から実測ＣＤスペクトルデータとＲ体の理論ＣＤスペクトルデータとが読み出され、実測ＣＤスペクトルデータの吸収帯の中心波長でのコットン効果の符号が比較される。次のステップ１２０でコットン効果の符号が一致したか否かが判断され、コットン効果の符号が一致している場合には、ステップ１２２でターゲットはＲ体と判定され、処理ルーチンが終了する。一方、コットン効果の符号が一致しない場合には、ステップ１２４でターゲットはＳ体と判定され、処理ルーチンが終了する。
【００４１】
例えば、実際に測定されたターゲットのＣＤスペクトルが、図６に示すパターンを有しており、Ｒ体の理論ＣＤスペクトルが、図９に示すパターンを有している場合には、波長２２５ｎｍ近傍でのコットン効果の符号はいずれもプラス（＋）であるから、ターゲットはＲ体と判定されるのである。また、図１０に示すように、Ｒ体の理論ＣＤスペクトルのコットン効果の符号を逆転させたものが、Ｓ体の理論ＣＤスペクトルであるから、コットン効果の符号が一致しない場合には、二者択一でターゲットはＳ体と判定されるのである。
【００４２】
以上説明した通り、本実施の形態では、（１）Ｒ体かＳ体かに拘らず、実測ＣＤスペクトルの吸収帯と実測ＵＶスペクトルの吸収帯とは、ほぼ同じ波長帯域に位置する、（２）同様の手法で生成された理論ＣＤスペクトルの疑似吸収帯と理論ＵＶスペクトルの疑似吸収帯とは、ほぼ同じ波長帯域に位置することになる、という２つの知見に基づいて、理論ＵＶスペクトルの実測ＵＶスペクトルからのシフト量を用いて、理論ＣＤスペクトルを補正することで、少なくとも理論ＣＤスペクトルのコットン効果の符号を、実測ＣＤスペクトルのコットン効果の符号と一致させることができ、Ｒ体かＳ体かの判定を確実に行うことかできる。
【００４３】
仮に、補正前の理論ＣＤスペクトルが、図９に示すパターンから５０ｎｍ長波長側又は短波長側にシフトしていたとすると、補正無しでは波長２２５ｎｍ近傍でのコットン効果の符号がマイナス（−）となり、ターゲットはＳ体と誤って判定される。しかしながら、本実施の形態では上記の補正を行うことで、このような誤判定を防止している。
【００４４】
また、本実施の形態では、π電子だけでなく分子中の全電子を考慮した分子軌道法を用いて種々の演算を行うので、多様な構造の分子をターゲットとすることができる。
【００４５】
なお、上記の実施の形態では、コンピュータが本発明の方法を実施する例について説明したが、各工程の一部を人間が行うようにしてもよい。
【００４６】
また、上記の実施の形態では、理論スペクトルを生成するために旋光強度を演算する例について説明したが、旋光強度を求めることなく設定された原子座標を用いて理論スペクトルを直接生成してもよい。
【００４７】
また、上記の実施の形態では、最安定構造の理論CDスペクトルを求める例について説明したが、分子構造によっては最安定構造を含め複数の安定な立体配座が存在する場合がある。このような場合には、最安定構造を含む複数（例えば４つ）の安定な配座を選択し、そのそれぞれについて理論CDスペクトルを求め、各配座の存在確率を考慮して各理論CDスペクトルに重み付けを行い、重み付けした各理論CDスペクトルの和を求めて、真の理論CDスペクトルとすることができる。このように、複数の配座を考慮することで実測ＣＤスペクトルと近似した理論ＣＤスペクトルを得ることができ、Ｒ体かＳ体かの判定がさらに容易になる。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４９】
以下の実施例では、下記式で表される光学活性分子を用いて絶対配置の決定を試みた。
【００５０】
【化１】
2006284390.tif 000005
【００５１】
光学分割したエナンチオマー（Ｐ）−１、（Ｓ）−１の実験ＣＤおよびＵＶスペクトルを図示した（図１１（Ａ））。３３０ｎｍ付近の中程度の吸収と２６３ｎｍ付近の強い吸収は特徴的で、これらはキノリン発色団の短軸と長軸方向に電気的遷移双極子モーメントが沿った遷移であり、ナフタレンの１Ｌａと１Ｂｂ遷移に対応すると考えられる。それぞれの遷移はキノリン発色団の短軸と長軸方向に偏光しており、後者はモル吸光係数が大きく遷移の偏光方向が明確なのでコットン効果の観測に適している。
【００５２】
光学活性カラムを用いて高速液体クロマトグラフィーで分離した前流出成分のＣＤスペクトルは、２６５ｎｍ付近で強い負のコットン効果を示している（図１１（Ａ）の実線）。これは長軸方向の遷移における分裂型の第１コットン効果と見なすことができる。この分子の場合、負の第１コットン効果は２つの発色団の長軸のねじれが反時計回りであることを示し、この結果から暫定的に前流出成分の絶対配置を（Ｐ）−１と決定することができる。しかし、明確な第２コットン効果は観測されていない。これは長軸方向の遷移に他の遷移が重なっている結果と考えることができる。つまり、この光学活性物質に対しては励起子キラリティ法だけから絶対配置を決定するのは困難だと思われる。
【００５３】
次に混成密度汎関数法により理論ＣＤスペクトルを算出し、実験ＣＤスペクトルと比較することにより絶対配置決定を試みた。ヘリセンの密度汎関数法を用いた理論ＣＤスペクトル算出は以前試みられており、比較的良好な結果を与えている。ごく最近，やはり密度汎関数法により理論的に旋光度を算出することで、紫外−可視領域に吸収帯を持たない分子の絶対配置決定も試みられている。ここではＣＤ算出のための対象となる分子の原子座標は、単結晶Ｘ線構造解析の結果あるいは理論計算（密度汎関数法、または半経験的分子軌道法・ＰＭ５）による最安定構造を用いた。
【００５４】
理論ＣＤスペクトル合成のため、すべての電子遷移の旋光強度（Ｒ）を求めた。計算の精度は、基底関数系と汎関数に依存するが、汎関数としてＢ３ＬＹＰ混成汎関数を用い、基底関数系として６−３１Ｇ（ｄ，ｐ）を用いた。励起状態は時間依存密度汎関数法（ＴＤＤＦＴ）により取り扱った。計算はＧａｕｓｓｉａｎ０３プログラムを用いて行った。
【００５５】
旋光強度（Ｒ）はｄｉｐｏ１ｅ−１ｅｎｇｔｈ式とｄｉｐｏ１ｅ−ｖｅ１ｏｃｉｔｙ式の双方より求めることができ、この式から求まるそれぞれの旋光強度は、厳密な波動関数に対しては一致する、ここでは２つの式から求めた旋光強度（Ｒ）はほぼ一致したので電子密度は十分正確なものであると考えられるので、これ以降はｄｉｐｏ１ｅ−１ｅｎｇｔｈ式より求めた旋光強度（Ｒ）を用いる。
【００５６】
スペクトルの半値幅を０．１８ｅＶとして、各ＣＤバンドをガウス関数で表した。旋光強度がガウス関数の面積に比例するようにし、その重ね合わせとして理論ＣＤスペクトルを得た。図１１（Ｂ）に一対のエナンチオマーの理論ＣＤおよびＵＶスペクトルを示した。（Ｐ）−１の理論ＣＤスペクトルはほぼ３つの吸収帯から構成されており、これは前流出成分の実験ＣＤスペクトルとほぼ一致している。つまり、３３８ｎｍ付近の正、２７７ｎｍ付近の負、２３４ｎｍ付近の正のコットン効果である。
【００５７】
理論ＣＤスペクトルは実験ＣＤスペクトルをよく再現しており、最終的に前流出成分は（Ｐ）−１のの絶対配置を有している、と決定することができる。この結果は励起子キラリティ法の結果と一致している。このことから光学分割における前および後流失成分の絶対配置は、（Ｐ）−１と（Ｓ）−１と決定することができる。この決定結果は、Ｘ線構造解析の結果とも一致した。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施の形態に係る光学活性分子の絶対配置決定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】光学活性分子の絶対配置決定処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】分子モデル作成処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】旋光強度演算処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】ガウス関数処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】ターゲットのＣＤスペクトルを示す線図である。
【図７】Ｒ体とＳ体の３次元分子モデルを示す図である。
【図８】旋光強度Ｒと吸収波長との関係を示す図である。
【図９】Ｒ体の理論ＣＤスペクトルを示す線図である。
【図１０】Ｒ体とＳ体の理論ＣＤスペクトルを示す線図である。
【図１１】（Ａ）は実測ＣＤスペクトル及び実測ＵＶスペクトルを示す線図であり、（Ｂ）は（Ａ）と同じ光学活性分子について求めた理論ＣＤスペクトル及び理論ＵＶスペクトルを示す線図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０          ＲＯＭ
１２          ＣＰＵ
１４          ＲＡＭ
１６          ＨＤＤ
１８          入出力インターフェース
２０          バス
２２、２４    測定装置
２６          表示装置
２８          入力装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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