(57)【要約】  本発明は、ａ）分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布を比較する２つの分子軌道を選択した後、量子力学計算法を利用してこれらの分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布を計算するステップと、ｂ）各分子軌道に対するＲＤＭ（ｒａｄｉａｌｌｙ  ｄｉｓｃｒｅｔｅ  ｍｅｓｈ）計算方法によって構造特性を計算した後、前記ａ）ステップで計算された分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布とマッチングさせて構造特性による分子軌道分布を求めるステップと、ｃ）前記ｂ）ステップで求めた２つのＲＤＭを介しての構造特性による分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布を、プロファイル方法を利用して比較するステップとを含む分子軌道分布の定量的比較分析方法及びこれを利用した分子軌道分布の定量的比較分析システムに関するものである。
2016535331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）分子軌道分布を比較する２つの分子軌道を選択し、量子力学計算法を利用して該２つの分子軌道の分子軌道分布を計算するステップと、
ｂ）各分子軌道に対するＲＤＭ計算方法によって構造特性を計算して、前記ａ）ステップで計算された分子軌道分布とマッチングさせて構造特性による分子軌道分布を求めるステップと、
ｃ）前記ｂ）ステップでＲＤＭにより求めた２つの構造特性による分子軌道分布を、プロファイル方法を利用して比較するステップと、
を含む分子軌道分布の定量的比較分析方法。
【請求項２】
前記２つの分子軌道は、１つの分子構造の異なる電子状態であるか、または２つの互いに異なる分子構造に対する同一もしくは互いに異なる電子状態であることを特徴とする請求項１に記載の分子軌道分布の定量的比較分析方法。
【請求項３】
前記ａ）ステップの量子力学計算法は、物質の分子構造で計算される各点での軌道波動関数（ψ）の自乗の電子密度（ψ２）の分布を介して計算されることを特徴とする請求項１に記載の分子軌道分布の定量的比較分析方法。
【請求項４】
前記ａ）ステップの量子力学計算法は、単一点エネルギー計算または構造最適化計算を利用することを特徴とする請求項１に記載の分子軌道分布の定量的比較分析方法。
【請求項５】
前記ｂ）ステップの構造特性計算は、（ｘ，ｙ，ｚ）の原子座標を利用して計算されることを特徴とする請求項１に記載の分子軌道分布の定量的比較分析方法。
【請求項６】
前記ｂ）ステップのＲＤＭ計算方法は、分子の中心から出発して動径方向に一定の間隔を有して増加するメッシュを生成して計算されることを特徴とする請求項１に記載の分子軌道分布の定量的比較分析方法。
【請求項７】
前記ｂ）ステップのＲＤＭ計算方法のＲＤＭの総個数（Ｎ）は、５０以上３００以下の整数であることを特徴とする請求項６に記載の分子軌道分布の定量的比較分析方法。
【請求項８】
前記ｃ）ステップのプロファイル方法は、２つの分子軌道のそれぞれのＲＤＭでの分子軌道分布の差を比較するＲＤＭプロファイル方法を利用することを特徴とする請求項１に記載の分子軌道分布の定量的比較分析方法。
【請求項９】
前記ｃ）ステップのプロファイル方法は、下記（式２）のＴＰＤ値を用い、
【数１】
2016535331.tif 000006
前記（式２）において、Ｐｒｏｆ（Ａｋ）とＰｒｏｆ（Ｂｋ）とは、各々ＲＤＭ（ｋ）に属する分子軌道値を表し、Ｎは、ＲＤＭの総個数であることを特徴とする請求項１に記載の分子軌道分布の定量的比較分析方法。
【請求項１０】
前記ｃ）ステップのプロファイル方法は、下記（式３）のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値
（式３）
ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ＝１．０  −  ＴＰＤ
を用いることを特徴とする請求項９に記載の分子軌道分布の定量的比較分析方法。
【請求項１１】
ａ）分子軌道分布を比較する２つの分子軌道を選択して、量子力学計算法を利用して該２つの分子軌道の分子軌道分布を計算してデータを入力するデータ入力モジュールと、
ｂ）各分子軌道に対するＲＤＭ計算方法によって構造特性を計算して、前記データ入力モジュールに入力された分子軌道分布とマッチングさせて構造特性による分子軌道分布を求める分子構造決定モジュールと、
ｃ）前記分子構造決定モジュールでＲＤＭにより求めた２つの構造特性による分子軌道分布を、プロファイル方法を利用して比較する比較モジュールと、
を備える分子軌道分布の定量的比較分析システム。
【請求項１２】
前記２つの分子軌道は、１つの分子構造の異なる電子状態であるか、または２つの互いに異なる分子構造に対する同一もしくは互いに異なる電子状態であることを特徴とする請求項１１に記載の分子軌道分布の定量的比較分析システム。
【請求項１３】
前記データ入力モジュールの量子力学計算法は、物質の分子構造で計算される各点での軌道波動関数（ψ）の自乗の電子密度（ψ２）の分布を介して計算されることを特徴とする請求項１１に記載の分子軌道分布の定量的比較分析システム。
【請求項１４】
前記データ入力モジュールの量子力学計算法は、単一点エネルギー計算または構造最適化計算を利用することを特徴とする請求項１１に記載の分子軌道分布の定量的比較分析システム。
【請求項１５】
前記分子構造決定モジュールの構造特性計算は、（ｘ，ｙ，ｚ）の原子座標を利用して計算されることを特徴とする請求項１１に記載の分子軌道分布の定量的比較分析システム。
【請求項１６】
前記分子構造決定モジュールのＲＤＭ計算方法は、分子の中心から出発して動径方向に一定の間隔を有して増加するメッシュを生成して計算することを特徴とする請求項１１に記載の分子軌道分布の定量的比較分析システム。
【請求項１７】
前記分子構造決定モジュールのＲＤＭ計算方法のＲＤＭの総個数（Ｎ）は、５０以上３００以下の整数であることを特徴とする請求項１６に記載の分子軌道分布の定量的比較分析システム。
【請求項１８】
前記比較モジュールの構造特性計算のプロファイル方法は、２つの分子状態のそれぞれのＲＤＭでの分子軌道分布の差を比較するＲＤＭプロファイル方法を利用することを特徴とする請求項１１に記載の分子軌道分布の定量的比較分析システム。
【請求項１９】
前記比較モジュールの構造特性計算のプロファイル方法は、下記（式２）のＴＰＤ値を用い、
【数２】
2016535331.tif 000007
前記（式２）において、Ｐｒｏｆ（Ａｋ）とＰｒｏｆ（Ｂｋ）とは、各々ＲＤＭ（ｋ）に属する分子軌道値を表し、Ｎは、ＲＤＭの総個数であることを特徴とする請求項１１に記載の分子軌道分布の定量的比較分析システム。
【請求項２０】
前記比較モジュールの構造特性計算のプロファイル方法は、下記（式３）のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値
（式３）
ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ＝１．０  −  ＴＰＤ
を用いることを特徴とする請求項１９に記載の分子軌道分布の定量的比較分析システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分子軌道分布の定量的比較分析方法及びこれを利用したシステムに関し、より詳細には、定量的に分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布を比較できる新しい分析方法を利用した分子軌道分布の定量的比較分析方法及びこれを利用したシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
物質固有の電気化学的特性は、電子の移動及び分布特性に大きな影響を受けるため、分子内で電子の挙動をシミュレーションすることは物質開発に極めて重要である。電子の挙動は、分子内の特定点で電子が存在する確率として表すことができるが、このような電子の挙動をシミュレーションするために導入された概念がまさに分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）である。分子構造内の特定位置で確率的な概念として電子の分布を表す分子軌道は実験的に求めることができず、量子力学的方法を利用したシュレーディンガー方程式（Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ  ｅｑｕａｔｉｏｎ）を計算して求めることができる。
【０００３】
今まで、量子力学で計算された分子の分子軌道分布は、等高線プロット（ｃｏｎｔｏｕｒ  ｐｌｏｔ）を介しての３次元や２次元図形を生成して視覚的に比較する、例えば、非特許文献１のような定性的な方法（ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）で評価している。例えば、図１は、ＯＬＥＤの薄膜として使用されるＮＰＢ（Ｎ，Ｎ’‐Ｄｉ［（１‐ｎａｐｈｔｈｙｌ）‐Ｎ，Ｎ’‐ｄｉｐｈｅｎｙｌ］‐１，１’‐（ｂｉｐｈｅｎｙｌ）‐４，４’‐ｄｉａｍｉｎｅ）のＮｅｕｔｒａｌ（中性）／ＨＯＭＯ（Ｈｉｇｈｅｓｔ  Ｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ，最高被占分子軌道）の分子軌道分布を示したものである。図１を示すために、分子軌道視覚化プログラムであるＭＡＴＥＲＩＡＬ  ＳＴＵＤＩＯのプログラムのビジュアライザ（ｖｉｓｕａｌｉｚｅｒ）を使用した。分子軌道分布されている領域（黄色／緑色で表示された領域）にのみ電子が位置する確率があるもので、図１の場合には、全般的に分子軌道が全体分子構造内に均一に分布されていることが分かる。
【０００４】
しかし、前記の場合で分かるように、視覚化を介しての定性的確認だけでは同一の分子軌道分布に対しても、解析する基準によって評価が変わることができ、正確に比較し難い。例えば、上記の場合でも、（１）分子軌道が全般的に分子全体によく分布しているので、「分子軌道がよく分布する」と評価できるが、（２）両端のＮａｐｈｔｈａｌｅｎｅ（ナフタレン）で分布がよくならないため、「分子軌道が適当に分布している。」のように互いに異なる評価結果が出ることができる。このような定性的な比較方法が有する問題点は、上記の例のように、１つの物質に対する分子軌道分布評価の場合より、２つの分子軌道分布を互いに比較しなければならない場合にさらに大きく浮び上がる。すなわち、物質開発では、分子軌道Ａの分布が分子軌道Ｂの分布と互いにある程度類似しているかを評価して電気化学的物性評価をしなければならない場合が多いが、この場合、視覚を介しての定性的比較は、基準によって評価結果が大きく変わることができるため、１つの分子軌道を評価することよりさらに不正確である。このような問題点は、定性的な方法による分子軌道分布比較にのみ発生するものではなく、全ての定性的な比較方法が有する最も根本的な限界点のうちの１つである。現在まで定性的な比較のみ可能な分子軌道分布を効果的に正確かつ信頼性あるように比較できる方法があれば、物質開発で電子親和度（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ａｆｆｉｎｉｔｙ）などのような電子の移動により決定される基本物性とともに、分子軌道分布をさらに効果的に利用することができる。
【０００５】
従来の技術として、例えば、特許文献１の場合、フロンティア軌道以外の反応性分子軌道を考慮した量子学的計算に基づいて算出された分子の反応性指標を利用した新しい化学物質の活性度予測方法について開示しているが、２つの分子間の分子軌道分布差を定量的に比較するのには限界があるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１７３８２１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ａｒｏｍａｔｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍｓ：Ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ  Ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ  ｔｏ  Ｐａｒａ−Ｄｅｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｅｘｅｓ（ＰＤＩ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するためのものであって、
分子軌道分布差を定量的に比較できる方法であるＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ‐Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ  Ｓｃｏｒｅ，分子軌道分布差スコア）を開発して分子軌道分布差を定量的な値（ｓｃｏｒｅ）で表すことにより、量子力学に基づいた方法によって計算された分子軌道分布に対して体系的に定量的な比較をし、新規物質の開発に利用することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記のような目的を達成するために、本発明は、
ａ）分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布を比較する２つの分子軌道を選択した後、量子力学計算法を利用してこれらの分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布を計算するステップと、
ｂ）各分子軌道に対するＲＤＭ（ｒａｄｉａｌｌｙ  ｄｉｓｃｒｅｔｅ  ｍｅｓｈ，動径離散メッシュ）計算方法によって構造特性を計算した後、前記ａ）ステップで計算された分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布とマッチングさせて構造特性による分子軌道分布を求めるステップと、
ｃ）前記ｂ）ステップで求めた２つのＲＤＭを介しての構造特性による分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布を、プロファイル方法を利用して比較するステップとを含む分子軌道分布の定量的比較分析方法を提供する。
【００１０】
また、本発明は、分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布を比較する２つの分子軌道を選択した後、量子力学計算法を利用してこれらの分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布を計算してデータを入力するデータ入力モジュールと、各分子軌道に対するＲＤＭ（ｒａｄｉａｌｌｙ  ｄｉｓｃｒｅｔｅ  ｍｅｓｈ）計算方法によって構造特性を計算した後、前記データ入力モジュールに入力された分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布とマッチングさせて構造特性による分子軌道分布を求める分子構造決定モジュールと、前記分子構造決定モジュールで求めた２つのＲＤＭを介しての構造特性による分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布を、プロファイル方法を利用して比較する比較モジュールとを備える分子軌道分布の定量的比較分析システムを提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る分子軌道分布の定量的比較分析方法によれば、ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ‐Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ  Ｓｃｏｒｅ）を利用したプロファイル方法によって、分子軌道分布差を定量的な値（ｓｃｏｒｅ）で表すことにより、量子力学に基づいた方法によって計算された分子軌道分布に対して体系的に定量的な比較が可能であるという長所があり、これを介して新規物質の開発に応用できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例で使用したＮＰＢ分子の構造及び分子軌道分布を示した図である。
【図２】本発明に係るＲＤＭ計算方法を示した図である。
【図３】本発明に係る実施例１と実施例２で比較したＮＰＢのａｎｉｏｎ（アニオン）／ｎｅｕｔｒａｌ（中性）／ｃａｔｉｏｎ（カチオン）の分子軌道分布を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１４】
本発明に係る分子軌道分布の定量的比較分析方法は、ａ）分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布を比較する２つの分子軌道を選択した後、量子力学計算法を利用してこれらの分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布を計算するステップと、ｂ）各分子軌道に対するＲＤＭ（ｒａｄｉａｌｌｙ  ｄｉｓｃｒｅｔｅ  ｍｅｓｈ，動径離散メッシュ）計算方法によって構造特性を計算した後、前記ａ）ステップで計算された分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布とマッチングさせて構造特性による分子軌道分布を求めるステップと、ｃ）前記ｂ）ステップで求めた２つのＲＤＭを介しての構造特性による分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布を、プロファイル方法を利用して比較するステップとを含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明者は、前記分子軌道分布の定量的比較分析方法を「ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ‐Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ  Ｓｃｏｒｅ，分子軌道分布差スコア）」法と命名した。前記「ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ」法は、量子力学に基づいた方法によって計算された分子軌道分布に対して体系的に定量的な比較が可能な方法である。以下、ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ法を詳細に説明する。
【００１６】
本発明は、前記ａ）ステップで分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布を比較する２つの分子軌道を選択した後、量子力学計算法を利用してこれらの分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布を計算することを特徴とする。分子軌道は、分子内での電子の波動的（ｗａｖｅ‐ｌｉｋｅ）挙動を表す数学的な関数であると定義することができる。本発明において、分子軌道分布を比較しようとする２つの分子軌道対象は、１つの分子に対する２つの電子状態に対するものとなりうるし（例えば、同一の分子に対するＮｅｕｔｒａｌ（中性）／ＨＯＭＯとＮｅｕｔｒａｌ／ＬＵＭＯ）、２つの分子に対する同一であるか、それとも互いに異なる電子状態となりうる（例えば、Ａ分子のＮｅｕｔｒａｌ／ＨＯＭＯとＢ分子のＮｅｕｔｒａｌ／ＨＯＭＯ、またはＡ分子のＮｅｕｔｒａｌ／ＨＯＭＯとＢ分子のＡｎｉｏｎ（アニオン）／ＬＵＭＯ）。前記のように、分子軌道分布の比較のための２つの分子軌道を決めてから、各々に対する量子力学計算によって分子軌道分布を求める。分子軌道分布を求めるための量子力学的計算は、量子力学を利用した方法であれば、格別の制限はないが、好ましくは、物質の分子構造で計算される各点での軌道波動関数（ｏｒｂｉｔａｌ  ｗａｖｅ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ、ψ）の自乗の電子密度（ψ２）の分布を介して計算するものを使用することができ、単一点エネルギー（ｓｉｎｇｌｅ  ｐｏｉｎｔ  ｅｎｅｒｇｙ）計算または構造最適化（ｇｅｏｍｅｔｒｙ  ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）計算を利用することもできる。具体的に、本発明の発明者らは、ＤＦＴ（Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｔｈｅｏｒｙ，密度汎関数理論）に基づいたＡＣＣＥＬＲＹＳ社で開発したＭＡＴＥＲＩＡＬ  ＳＴＵＤＩＯのＤＭｏｌ３を利用して分子軌道の分布を計算した。
【００１７】
本発明は、前記ｂ）ステップで各分子軌道の構造特性を計算した後、前記ａ）ステップで計算された分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布とマッチングさせて構造特性による分子軌道分布を求めることを特徴とする。
【００１８】
前記構造特性計算は、（ｘ，ｙ，ｚ）の原子座標（ａｔｏｍｉｃ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ）を利用して計算することができ、このような情報を構造特性計算によって計算された分子軌道分布と連結させなければならない。前記のような構造特性化計算過程が必要な理由は、分子構造の座標（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ）情報をそのまま使用すれば、分子軌道分布はただ単に分子全体に散開されているデータであり、何らの情報を与えることができないためである。したがって、与えられた分子構造に対する特性化計算は、分子内の中心から出発するＲＤＭ（ｒａｄｉａｌｌｙ  ｄｉｓｃｒｅｔｅ  ｍｅｓｈ）を構成した後、各ＲＤＭに属している領域を求めることにより、分子構造全体に対するＲＤＭを計算する。前記ＲＤＭは、分子の中心から出発して動径方向（ｒａｄｉａｌ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に一定の間隔を有して増加するメッシュ（ｍｅｓｈ）を表す。前記ＲＤＭによる分子構造計算において、分子内の中心（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）を求める方法は、次の式１−１〜１−３のとおりである。
【００１９】
【数１】
2016535331.tif 000003
【００２０】
前記式１−１〜１−３でＮＡＴは、分子を構成する原子座標の総個数を表す。
【００２１】
前記のように構成されたＲＤＭ方法を使用することにより、分子構造を細分化してこれを分子軌道分布とマッチングさせる。
【００２２】
ＲＤＭ計算は、図２を介してさらに具体的に分かることができるが、分子構造の原子等が全て含まれるまでＲＤＭ（１）、ＲＤＭ（２）、…、ＲＤＭ（ｎ）に増加し、ここで、ＲＤＭ（１）は、分子中心に最も近いＲＤＭであり、ＲＤＭ（ｎ）は、全ての分子が含まれた分子中心から最も外郭にあるＲＤＭである。前記ＲＤＭ計算において、ＲＤＭの総個数であるｎ値は、比較対象である２つの分子軌道に対して同様に設定し、前記ｎ値は、格別の制限はないが、好ましくは、５０〜３００の範囲を有し、より好ましくは、１００〜３００の範囲を有する。このように計算されたＲＤＭに対して各ＲＤＭに含まれる分子軌道分布を計算する。これを介して分子構造に対して計算された分子軌道情報を総ｎ個のＲＤＭに変換された構造特性に対する分子軌道情報にマッチング（ｍａｔｃｈｉｎｇ）させる。前記で求められたＲＤＭ情報を利用して後述するｃ）ステップでグラフベースのプロファイル（ｇｒａｐｈ‐ｂａｓｅｄ  ｐｒｏｆｉｌｅ）計算に利用する。
【００２３】
本発明は、前記ｃ）ステップにおいて、前記ｂ）ステップで求めた２つのＲＤＭを介しての構造特性による分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布を、プロファイル方法を利用して比較することを特徴とする。
【００２４】
本発明は、前記ｂ）ステップで計算された２つのＲＤＭ計算によってそれぞれのＲＤＭに対して分子軌道がどのように分布されているか計算することができ、これをＲＤＭ‐ｐｒｏｆｉｌｅ（ＲＤＭプロファイル）という。本発明では、前記２つの分子軌道に対するＲＤＭ構造特性化を介してマッチングされた分子軌道分布に対してグラフベースのプロファイル（ｇｒａｐｈ‐ｂａｓｅｄ  ｐｒｏｆｉｌｅ）を構成し、グラフの分子軌道分布に対するプロファイル差（ｐｒｏｆｉｌｅ  ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）、すなわち、それぞれのＲＤＭでの分子軌道分布の差を構造全体に対して計算するが、１つのＲＤＭでのプロファイルの差は、０〜１．０の間の値を有するようになる。前記プロファイルの差が０であれば、２つのプロファイルは同様なものであり、その値が大きくなるほど、差が大きいことを意味する。このように比較されたプロファイル比較を介して、２つの分子軌道による構造に対して各々ＲＤＭ構成を介してマッチングされた分子軌道分布に対する定量的な差を分かることができ、これは、前記で求めた全てのＲＤＭの場合に対して合算した下記式２のＴＰＤ（ｔｏｔａｌ  ｐｒｏｆｉｌｅ  ｄｅｖｉａｔｉｏｎ，総プロファイル差）値を求めることにより、さらに具体化することができる。
【００２５】
【数２】
2016535331.tif 000004
【００２６】
前記式において、Ｐｒｏｆ（Ａｋ）とＰｒｏｆ（Ｂｋ）とは、各々ＲＤＭ（ｋ）に属する分子軌道値を表し、Ｎは、ＲＤＭの総個数である。
【００２７】
また、前記で求めたＴＰＤ値を用いて２つの分子軌道分布の差をさらに定量的に比較できるＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅを下記式３のように計算することができる。
（式３）
ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ＝１．０  −  ＴＰＤ
【００２８】
前記のように計算されたＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅは、０．０〜１．０の間の値を有するようになり、２つの分子軌道分布が正確に同一であるときには、ＴＰＤ値は０．０であり、最終ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅの値は１．０を有するようになる。したがって、２つの分子軌道分布の差が大きければ大きいほど、ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅは１．０より小さい値を有するようになる。このように、２つの分子軌道間の分布差をＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅを介して定量的に分析することができる。
【００２９】
また、本発明は、上記で説明した分子軌道分布の定量的比較分析方法を利用した分子軌道分布の定量的比較分析システムを提供する。
【００３０】
前記分子軌道分布の定量的比較分析システムは、分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布を比較する２つの分子軌道を選択した後、量子力学計算法を利用してこれらの分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布を計算してデータを入力するデータ入力モジュールと、各分子軌道に対するＲＤＭ（ｒａｄｉａｌｌｙ  ｄｉｓｃｒｅｔｅ  ｍｅｓｈ）計算方法によって構造特性を計算した後、前記データ入力モジュールに入力された分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布とマッチングさせて構造特性による分子軌道分布を求める分子構造決定モジュールと、前記分子構造決定モジュールで求めた２つのＲＤＭを介しての構造特性による分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）分布を、プロファイル方法を利用して比較する比較モジュールとを備えることを特徴とする。
【００３１】
前記軌道分布の定量的比較分析システムにおいて、分子軌道分布を比較しようとする２つの分子軌道対象は、１つの分子に対する２つの電子状態に対するものとなりうるし（例えば、同一の分子に対するＮｅｕｔｒａｌ（中性）／ＨＯＭＯとＮｅｕｔｒａｌ／ＬＵＭＯ）、２つの分子に対する同一であるか、それとも互いに異なる電子状態となりうる（例えば、Ａ分子のＮｅｕｔｒａｌ／ＨＯＭＯとＢ分子のＮｅｕｔｒａｌ／ＨＯＭＯ、またはＡ分子のＮｅｕｔｒａｌ／ＨＯＭＯとＢ分子のＡｎｉｏｎ（アニオン）／ＬＵＭＯ）。
【００３２】
前記データ入力モジュールにおいて、量子力学計算法は、前記分子軌道分布の定量的比較分析方法のように、物質の分子構造で計算される各点での軌道波動関数（ｏｒｂｉｔａｌ  ｗａｖｅ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ、ψ）の自乗の電子密度（ψ２）の分布を介して計算することができ、好ましくは、単一点エネルギー（ｓｉｎｇｌｅ  ｐｏｉｎｔ  ｅｎｅｒｇｙ）計算または構造最適化（ｇｅｏｍｅｔｒｙ  ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）計算を利用することができる。
【００３３】
また、前記分子構造決定モジュールにおいて、構造特性計算は、前記分子軌道分布の定量的比較分析方法のように、（ｘ，ｙ，ｚ）の原子座標（ａｔｏｍｉｃ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ）を利用して計算することができ、前記分子構造決定モジュールの構造特性計算は、ＲＤＭ（ｒａｄｉａｌｌｙ  ｄｉｓｃｒｅｔｅ  ｍｅｓｈ）計算方法を利用することができる。
【００３４】
前記ＲＤＭ計算は、前記分子軌道分布の定量的比較分析方法のように、それぞれのＲＤＭに含まれる分子軌道分布をマッチングさせてＲＤＭ情報を得ることを特徴とする。
【００３５】
前記ＲＤＭ（ｒａｄｉａｌｌｙ  ｄｉｓｃｒｅｔｅ  ｍｅｓｈ）計算方法のＲＤＭの総個数（Ｎ）は、５０以上３００以下の整数であることが好ましく、より好ましくは、１００以上２５０以下の整数でありうる。
【００３６】
また、前記比較モジュールにおいて、構造特性計算は、前記分子軌道分布の定量的比較分析方法のように、プロファイル方法は、２つの分子軌道のそれぞれのＲＤＭでの分子軌道分布の差を比較するＲＤＭプロファイル方法を利用することができる。
【００３７】
前記比較モジュールの構造特性計算のプロファイル方法は、下記式２のＴＰＤ（ｔｏｔａｌ  ｐｒｏｆｉｌｅ  ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）値を用いることができる。
【００３８】
【数３】
2016535331.tif 000005
【００３９】
前記式において、Ｐｒｏｆ（Ａｋ）とＰｒｏｆ（Ｂｋ）とは、各々ＲＤＭ（ｋ）に属する分子軌道値を表し、Ｎは、ＲＤＭの総個数である。）
【００４０】
また、前記比較モジュールの構造特性計算のプロファイル方法は、下記式３のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値を用いることができる。
（式３）
ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ＝１．０  −  ＴＰＤ
【００４１】
本発明においてモジュール（ｍｏｄｕｌｅ）という用語は、特定の機能や動作を処理する１つの単位を意味し、これは、ハードウェアやソフトウェア、またはハードウェア及びソフトウェアの結合で実現することができる。
【００４２】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、下記に開示される本発明の実施形態はあくまで例示であり、本発明の範囲は、これらの実施形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲に表示され、さらに、特許請求の範囲の記録と均等な意味及び範囲内での全ての変更を含有している。
【００４３】
（実施例）
２つの分子軌道間の分子軌道分布差に対する定量的な比較のために、本発明で開発したＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅを利用してＮＰＢ物質に対する分子軌道分布差を定量的に比較した。図３のように、ＮＰＢ分子の３つの分子軌道に既存の方法である視覚化プログラムを利用して生成された図形を示し、これを肉眼を介して定性的に評価してみると、次のとおりである。
（１）Ｃａｔｉｏｎ／ＨＯＭＯの分子軌道分布は、分子全体に均等によく分布されている。
（２）Ｎｅｕｔｒａｌ／ＨＯＭＯの分子軌道分布は、前記Ｃａｔｉｏｎ／ＨＯＭＯと同様に、分子全体に均等によく分布されている。
（３）Ａｎｉｏｎ／ＬＵＭＯの分子軌道分布は、分子構造の両端に位置した２つのナフタレン（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）にのみ集中されており、それ以外の領域には分布されていない特定地域に局在した分子軌道分布（ｌｏｃａｌｉｚｅｄ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）の傾向を表している。
【００４４】
前記のような定性的な評価に対して、本発明で開発したＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅを利用して２つの分子軌道分布に対する差を、ある程度成功的に定量的な比較が可能であるかをテストするために、前記ＮＰＢのＮｅｕｔｒａｌ／ＨＯＭＯ状態を基準として２つの分子状態に対して各々適用して計算した。前記計算では、ＡＣＣＥＬＲＹＳ社で開発したＭＡＴＥＲＩＡＬ  ＳＴＵＤＩＯのＤＭｏｌ３を利用して分子軌道の分布を計算し、ＲＤＭの計算のためのＮ値は、２００に設定した。
【００４５】
（実施例１：Ｎｅｕｔｒａｌ／ＨＯＭＯとＡｎｉｏｎ／ＬＵＭＯの分子軌道差の比較）
定性的な比較のために、図３の図形のＮｅｕｔｒａｌ（中性）／ＨＯＭＯとＡｎｉｏｎ（アニオン）／ＬＵＭＯの分子軌道分布差をみると、Ｎｅｕｔｒａｌ／ＨＯＭＯは、分子軌道が全体構造に対して均等に分布されているのに反し、Ａｎｉｏｎ／ＬＵＭＯは、分子軌道分布が分子構造の両端に局在（ｌｏｃａｌｉｚｅｄ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）されていた。
【００４６】
これに対し、本発明のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅを利用して定量的な分布の比較をしてみると、ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値は、０．７７０で、１．０より格段に小さな値を表した。これを介して分子軌道分布が全ての分子にわたって均等になっているＮｅｕｔｒａｌ／ＨＯＭＯに比べて、分子軌道構造が極端的に偏重されたＡｎｉｏｎ／ＬＵＭＯの分子軌道分布の差を定量的に正確に表すことを分かることができる。
【００４７】
（実施例２：Ｎｅｕｔｒａｌ／ＨＯＭＯとＣａｔｉｏｎ／ＨＯＭＯの分子軌道差の比較）
定性的な比較のために、図３の図面のＮｅｕｔｒａｌ／ＨＯＭＯとＣａｔｉｏｎ／ＨＯＭＯの分子軌道分布差をみると、Ｎｅｕｔｒａｌ／ＨＯＭＯとＣａｔｉｏｎ／ＨＯＭＯ共に分子軌道分布が全ての分子にわたって均等になっていることを分かることができた。
これに対し、本発明のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅを利用して定量的な分布の比較をしてみると、ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値は、０．９８８で、１．０と極めて近い値を表した。これを介して本発明のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅは、分子軌道分布がほとんど同一の場合にも定量的に正確に表すことを分かることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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