2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(4), Aug, 1995

CICSJ Bulletin Vol.13, No.4, August, 1995
このページは「⽇本化学会・情報化学部会」の責任において運営されています。

⽬次
特集「スペクトラルデータベース」
スペクトルデータベースの特集を組むに当たって
阿部 英次
物質研におけるスペクトル・データベース活動の現状と問題点
早⽔ 紀久⼦企業におけるスペクトルデータベース
増井 秀⾏
プロトンＮＭＲスペクトルデータベースの構築
阿部 英次
ＷＷＷ上でのスペクトルデータベース検索（未収録）
奥⼭ 徹

部会⾏事
第18回情報化学討論会
第６回ケモメトリックワークショップ（未収録）

関連⾏事
化学ソフトウェア学会年会「'95研究討論会」
第23回構造活性相関シンポジウム
第17回⼯業界⾯化学研究会（未収録）
環太平洋国際化学会議（PACIFICHEM'95）（未収録）
Symposium Frontiers in Mathematical Chemistry（未収録）
Symposium on Computer-aided Prediction Thechniques in Chemistry（未収録）
Symposium Artiﬁcial Intelligence in Organic and Medicinal Chemistry（未収録）
第４回CHEMICAL STRUCTURES国際会議（未収録）記事
阪神⼤震災︓コンピュータネットワークの受けた被害について（未収録）有國 尚訃報
cicsj.chemistry.or.jp/13_4/13_4.html#mokuji

1/18

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(4), Aug, 1995

開かれた情報化学部会へ－部会編集幹事としての宮下⽒を偲ぶ－
四居 靖彦

部会員広場
名簿にローマ字表記を（未収録）
⽊村美実⼦

編集後記
CICSJ INDEX にもどる

内容
スペクトルデータベースの特集を組むに当たって
豊橋技術科学大学

阿部英次

この特集ではこのファクトデータベースの内、スペクトルデータベースの構築を実際に⾏っている産官学の⽅々に執筆をお願いした。いずれも息⻑くデータ集積の努⼒を続けておられる⽅々のご苦労が感じられるはずである。
筆者は⽇独スペクトルデータベースワークショップに過去５回出席をしている。このワークショップは、政府レベルの⽇独科学技術協⼒協定の⼀環として１年半毎に⾏われている⽇独ドキュメンテーションパネルの１部として提案され、開催されているものである。このワークショッ
プに出席する度に彼我のデータベース構築に懸ける熱意の差を痛感している。
データベースはその背後にドキュメンテーションがある。元々ドイツが化学のドキュメンテー
ションに関して⻑い歴史を持っていることは、バイルシュタインやグメリンを挙げるまでもなく周知のことではある。私も学⽣の頃、化学教室の⽳蔵のような書庫で１８００年代のバイルシュ
タインを書き写したことがある（当時はゼロックスなどという便利な機械はなかった）。このよ
うなドキュメンテーションに掛ける努⼒は科学技術の⼀側⾯として特にヨーロッパでは当然のこととして受け⼊れられているのに対し、⻄洋流の科学技術を明治になってから輸⼊した⽇本では、その⽅法論を取り込むことにだけ熱意を注ぎ、ドキュメンテーションの部分はできあがったものを輸⼊することですましてしまい、⾃らそれに時間と費⽤を費やすことを怠ってきたのでは無いだろうか。もっとも、化学に関連のあるデータベースの内、⽂献データベースに関しては科
学技術情報センターや学術情報センターと⾔った国家レベルの機関がその構築を継続的に⾏っているのに対し、ファクトデータベースの構築は歴史が浅く、また未だにボランティアのレベルにとどまっていると⾔って過⾔ではあるまい。
⽂献データベースが重要であることは⾔うまでもないが、科学技術の分野におけるファクトデータベースの重要性はそれに勝るとも劣らないものであろう。にも関わらず、⽇本におけるその集積が未だにボランティアレベルでしかないというのは、まことに寂しい限りである。⼀つの提案としては⽇本化学会がリーダーシップを取って化学関連のファクトデータベース構築作業を継続的に⾏うことを始めたら如何であろうか。

cicsj.chemistry.or.jp/13_4/13_4.html#mokuji

2/18

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(4), Aug, 1995

⽬次へ
物質研におけるスペクトル・データベース活動の現状と問題点
物質工学工業技術研究所

早水紀久子

e-mail hayamizu@nimc.go.jp

多少なりとも世に知られているファクト・データベース（ＤＢ）は、それなりの歴史があり、⼤勢の⼈達が⾊々の形で関わっていて、その全てが⾊々な形でＤＢに蓄積されている。⼀⾒、単なるデータの集積のようにみえるＤＢは極めて個性的な存在であり、⻑い寿命をもつためには独⾃性が必要である。我々のスペクトル・データ・バンク・システム（ＳＤＢＳ）についても同じことがいえる。
極く簡単にＳＤＢＳの現状を紹介すると、ＳＤＢＳは⼀般有機化合物（収録化合物数 約
29,000）を対象にして６種類のスペクトル（⾚外 47,000件、質量17,700件、１ＨＮＭＲ
9,300件、１３ＣＮＭＲ 9,000件、ラマン 3,500件、ＥＳＲ 1,300件）を収録した総合的なＤＢである。市販試薬を中⼼にしてデータベース⽤にスペクトルを当所で測定している。後術の⾚外データ委員会（IRDC））の試薬の残りも測定し、⾚外および質量スペクトルに加えている。但し、ＥＳＲの⼤部分、および１ＨＮＭＲのパラメータＤＢ（１ＨＮＭＲ・ＤＢの約３０％）の７
０％は⽂献からの引⽤である。
現在に⾄るには種々の条件が必要であった。先ず、⽇本のデータベース活動の草分けであられた故益⼦洋⼀郎博⼠のガスクロ・データ委員会(1960年代)、佐伯慎⼀郎博⼠の⾚外データ委員会（1960年代）、⼭本

修博⼠のＮＭＲデータ⼩委員会（1972年⽇本化学会で開始）のように、我国のデータベース活動に携わった先達が当所で活躍したことが端緒になっている。ＳＤＢＳ
は、当所がつくば移転後に、⼯業技術院のコンピュータセンタ（ＲＩＰＳ）が整備される課程で1982年から設計、開発、構築が開始された。
ＳＤＢＳの基本⽅針は
1. 専⾨家が⼗分に整備したスペクトロメータにより、できるだけ精度のよいデータを取得・評
価し、ディジタル転送してデータベース化し、マスターファイルを作成する。
2. ６種類のスペクトルのＤＢを同じ化合物辞書のもとに作成する。各ＤＢの中⾝は各スペクト
ル独⾃でよいが、検索のコマンドは共通とする。同⼀の試薬瓶から⼤部分のデータを作成するので、化合物に関する知識は共有する。
ＳＤＢＳを開始した当時はメモリー媒体は⾼価であったが、それにも拘わらずり、全パターン
データを⾼い分解能のディジタルデータで収録するという、佐伯博⼠の考え⽅は先駆的であり、この⽅針がＳＤＢＳを寿命の⻑いデータベースにしたといえよう。またＲＩＰＳの⼤型コンピュータの機能を縦横に利⽤して、ＮＭＲを中⼼にＤＢ構築の概念をソフトウエアを書くことによって実現したのは⼭本博⼠であり、ＳＤＢＳの基礎を築いた。同時に、後述のＰＣ化等に必要な⼀連のソフトウエアの主要部分の著者でもあり、ＮＭＲのＤＢについては現在も協⼒を得ている。
優れた理念とデータベース⽤の箱を作るだけではデータベースは構築できない。データを作成する⼈間、評価する⼈間、発展的に⽅針を決める⼈間など⼤勢の⼈たちの努⼒なしにはデータベ
ースは成⻑しない。⾚外は⽥辺和俊、⽥村禎夫の両⽒、質量は和佐⽥宣英⽒、ＮＭＲは柳沢勝⽒と著者、それに⽮部篤⼦、⽯井哲⼦、伊藤まさの諸⽒、ラマンスペクトルは前述の⽥辺⽒と平⽯次郎⽒、ＥＳＲは染野和雄⽒、また化合物辞書は有⾺美和⼦⽒、さらにデータ⼊⼒、サンプル調
整等に３０名を越える臨時職員の⽅々の協⼒を得ている。また多数の試薬を無償提供していただ
cicsj.chemistry.or.jp/13_4/13_4.html#mokuji

3/18

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(4), Aug, 1995

いている東京化成（株）の協⼒もＳＤＢＳ構築には不可⽋である。ＳＤＢＳの活動に共鳴して試薬の提供をしてくださった⽅々も⼤勢いらしゃる。何⼀つ不⾜しても、今⽇の姿にはならなかった。
初期の段階のＳＤＢＳは国⽴研の活動と位置づけられていた。その後、世の中がバブルに浮かれると、研究の⽅もプロジェクト研究が主流となり、“先端”、“超”などの⽂字を踊らすことの出来ないデータベース活動は単に“ルーチンワーク”と分類された。この時は、プロジェクトが遂⾏できる“Generalist”の⽅が、Spectroscopistのような“Specialist”より尊重される⾵潮であったし、今でもその傾向は顕著である。事実、装置の⼤型化などに伴って研究費の⼤型化が起こり、Spectroscopistが⼤⼿をふって歩いていた時代は通り過ぎたようだ。特にＮＭＲのようなコストの嵩むスペクトルのＤＢでは、地道なデータベース活動を継続するためには、プロジェクトに参加せざるを得ないという状況である。しかし別の⾔い⽅をすれば、これは良いことである。研究動向に敏感な研究者がデータベース活動に携われば、その時点で研究対象になっている化合物がＤＢの中に反映するからである。事実、ＳＤＢＳの化合物の中には著者が携わったプロジェクト関連のものがかなり含まれている。極く最近になって⼯業技術院では国⽴研の位置づけは基礎研究にありとして、データベース構築を謳い始めている。事実、例えばインターネット上にファク
トＤＢのないような国⽴研は、その存在を世界にアッピールできないと著者は考えているが、同じように感じる御仁も多いのではないだろうか。ＤＢのように⻑い歳⽉にわたって活動しないと“もの”にならない分野でも“浮き沈み”はある。
ＳＤＢＳは⼯業技術院のコンピュータセンターのＦＡＣＯＭのコンピュータ上で構築されたシステムであり、ＤＢＭＳとしてＦＡＩＲＳを利⽤している。完成度がかなり充実した１９８７年
から３年間、類似のコンピュータ構成で基盤技術研究促進センターからオンラインによる⼀般公開を⾏ったが、これは惨めな失敗に終わった。ファクトＤＢのオンラインサービス（インターネ
ットではない︕）は、コスト的に引き合わないと著者は考えている。その後、筑波⼤学の藤原
譲先⽣のご教⽰により、同センターを中⼼にして、凸版（株）の協⼒によって、ＳＤＢＳのＣＤ－ＲＯＭ化を⾏い、⼀般に提供している。ユーザ数は６０社内外である。ユーザの少ない理由は⾊々考えられるが、⼀つはＮＥＣ９８００系／ＭＳ－ＤＯＳ／ＣＤ－ＲＯＭの組み合わせにも問題があり、海外などへは全く応答できない。しかしながら、ＣＤ－ＲＯＭ化のスタート時には他の選択はなかった。ＰＣの世界の興亡はすさまじいものである。なお ＥＳＲは図を引⽤しているために著作権の問題があり、⼀般へ提供しているのは約４００件、主として国内雑誌から許可を得たデータに限定されている。１ＨＮＭＲのパラメータＤＢは⽂献データを含むが、数値デー
タを個別に集め出典を明記しているので著作権に抵触しない。ＣＤ－ＲＯＭ⽤のソフトの機能は検索・表⽰であり、⾚外ではJ-CAMPによるデータの登録もできる。
ＳＤＢＳは全体として“総合的なスペクトルＤＢ”として機能するが、同時に個別のＤＢとして独⽴している。１３ＣＮＭＲは⽇本電⼦作成のソフト“TRiTON”で利⽤できる。このソフトにはパーソナルＤＢを構築してＳＤＢＳ－１３ＣＮＭＲと同時検索できる機能を持たせてある。また最近、ＳＤＢＳ－ＭＳはアメリカのＮＩＳＴ（National Institute of Science and Technology）から、データを提供してほしいとの申し⼊れがあり、現在NIST／EPA／NIH（データ数約63,000件）という名で世界中で利⽤されているＤＢの中に組み込んで、ユーザを増やす⽅向で検討されている。
ＤＢの保持・追加・更新の活動とともに、コンピュータなどの環境変化に合わせて環境整備の必要がある。特にＲＩＰＳの⼤型コンピュータは３年毎に⾒直しが⾏われているが、時代の流れに沿って“main-frame computer ”が今後何年継続するかが明確でない。従って今後発展が⾒込
まれるＵＮＩＸ系のＷＳへ移籍するという問題が⽣じる。またＰＣも“ＭＳ－ＤＯＳ”から“ＤＯＳcicsj.chemistry.or.jp/13_4/13_4.html#mokuji

4/18

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(4), Aug, 1995

／Ｖ”や“ＷＩＮＤＯＷＳ”へとＯＳ環境は次々に⽬まぐるしいほどの勢いで変化する。それに従ってソフトウエアの書き直しが必要である。
ではデータベースもソフトウエアと同じ運命かといえば、全く否である。ＤＢの中⾝に関して最初の⽅針や設計がよく、信頼性の⾼いデータが集積されていれば、ＤＢの寿命は⻑く、ＤＢのためのソフトウエアをコンピュータ環境に合わせて開発すれば、ＤＢはいかようにも利⽤できる。もしそうでないのなら、ＤＢに何らかの⽋陥があるといわざるを得ない。ところが問題が⽣じてきている。先にも述べたように、我が国は⼀般にこの何年間か、プロジェクト偏重で研究開発を進めてきた。その結果（︖）、正確なデータを作成し評価できる⼈材が確実に減っている。
特にＤＢ活動は経験の浅い、創造的な研究ができる（︖）若い研究者向きの仕事ではなく、経験を積んだベテラン向きの仕事である。しかしただのベテランではなく、データを積み上げることに喜びを⾒いだせる研究者である。“Generalist”はプロジェクトの経験を積んでも、個々のデータを評価できるようにならない!!

彼らはＤＢを使うことは上⼿であるが、構築するところへは⾏き

着かない。従って１０年先を考えると後継者がいない。
もっとも我々の⽅針である市販試薬の測定によるスペクトルＤＢの構築も明らかに限界がある。東京化成（株）から定期的に提供される試薬は別として、予算のある時代に安価な試薬を購⼊したので、化合物数を増やそうとすると、⾼価な試薬が未登録ということになる。多額の予算
を試薬のために確保することは難しい。ＳＤＢＳでは個⼈的な好意に頼って試薬提供を依頼しているが、それでも限りがある。そのように考えると、⼀つのアイディアでスタートしたＤＢの規模には⾃ずと限界があるのかなと最近考え始めている。
それではＳＤＢＳは今後価値が低下するのか︖否である。確かにＤＢは⽣き物であるので、追加・更新を続けないと陳腐化する。しかし最も基本的な市販試薬のスペクトル特性のＤＢは重要であるし、時間がたったからといって、化合物特性が変化するわけではない。では今後の展望はということになる。現在、研究分野が細分化して、研究の現場では特定の化合物群について詳細なデータがほしいことが⼀般的であろう。この時、特定の化合物が網羅されているようなＤＢを、既成のＤＢに求めても無理である。そこで、⼀般ＤＢから関係する物質のデータだけを引き抜きこれに研究対象にしている物質のデータを追加した、パーソナルＤＢ”構築の思想が⽣じる。
事実、ＰＣの環境は低価格、⾼容量、⾼機能と拡⼤を続けているうえに、データ交換のための標
準フォーマット“Ｊ－ＣＡＭＰ”が提案され実⽤化されている。このフォーマットでスペクトロメータからデータを取り出してＰＣに⼊れ込めば、機種依存性を考慮することなくディジタルデー
タが取り扱える。名前や番号をつけて、データベース化すればパーソナルＤＢが形成できる。その分野での研究が完結した段階で、普遍性が⽣じたパーソナルＤＢを公開・結合してゆけば、規模の⼤きいＤＢができるであろう。ファクトＤＢは商⽤ベースで運営するのは難しい⾯が多く、利⽤者が限定される。⼀⽅、インターネットにおいてＤＢを無償で公開する時代になっている。
個別に作成されたＤＢを結合して、ＤＢ構築に多数の研究者が寄与できるような仕掛けを作成する。そして個⼈がファイルの中に⼤切に保存しているスペクトルを、ＤＢの中に格納・永久保存
すれば、⼈類共有財産としてのＤＢが積み上がる。これが著者の夢である。
最後に付け加えておきたい。国⽴研のプロジェクトの⼀つとして研究が開始され規模が⼤きくなったＳＤＢＳの法的な取り扱いは、現在のところ統計データであり、著作権者は⼯業技術院⻑
である。この場合、著作権法によれば著作権者と著者が同⼀であるために、⼀般の統計データと同じように、ＤＢの著者が認められず、また国有財産として登録されていない。しかしながら、もし国有財産にすると無料で公開できない。無料公開が原則のインターネットに載せようとすると、制限が⽣じる。ファクトＤＢを商⽤ベースで運⽤すると、限定されたユーザがつくだけで宝の持ち腐れになる傾向がある。現状ではＳＤＢＳの公開にあたって著者名を付しているが、慣例
cicsj.chemistry.or.jp/13_4/13_4.html#mokuji

5/18

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(4), Aug, 1995

といった段階で、法的な根拠があるわけではない。科学の分野でのファクトＤＢを巡る法律はまだ⼗分ではなく、今後検討すべき課題は多い。
⽬次へ
企業におけるスペクトルデータベース
住友化学工業株式会社有機合成研究所

増井

秀行

はじめに
有機化合物の構造解析の⼀⽅法として、核磁気共鳴法（ＮＭＲ）、質量分析法（ＭＳ）や⾚外線吸収法（ＩＲ）などのスペクトルをもちいる⽅法がある。この構造解析は、新製品の研究・開発
や、反応機構、作⽤機構の解明等に必須の分野である。さらにプロセスの問題解決、クレームの対処など、製品の誕⽣からその寿命をまっとうするまでの種々の過程で、重要な役割をはたしている。さてＰＬ法が７⽉１⽇より施⾏されている。化学企業においては有機化合物、無機化合物
やその組成物が製品となっているケースが多い。⾃社製品が世の中に存在するかぎり、その発⽣する問題に対して責任を負わねばならない。そのため⾃社製品であるか否かの把握は必須である。このような際に、⾃社製品の確証となるデータ、たとえばクロマトグラフィーによる組成物のデータや、有機化合物のスペクトルデータを、⾃社データとして管理しておくことが重要となる。例えばＢＡＳＦでは、もしライン川に⾃社製品が流出したとしても、わずか２０分でその化合物の同定ができ、環境問題にただちに対処できる体制ができていると⾔われている。これは⾃社化合物のスペクトルデータをデータベースとして集中し、⼀括管理しているため可能となることである。⽇本企業においては、安全性や毒性データについて充分な管理体制が整備されてきており、登録申請したデータは保存されている。しかし化合物の同定に有効なスペクトルデータの管理は、かならずしも充分とはいえず、これらを環境、ＰＬ問題に活⽤できるよう整備する必要がある。本稿では企業の⽴場からスペクトルデータベースについて私⾒を述べたい。
スペクトルデータベース
ＭＳ、ＩＲ、ＮＭＲなどのスペクトルデータの集積例としては、古くはＡＰＩプロジェクト（⽶、１９４０年代後半）[1] によるものから、ＩＲＤＣ、ＡＳＴＭ、Ｓａｄｔｌｅｒなどのカードやシートタイプのデータ集があった。その後コンピュータの発達に伴いスペクトルのディジ
タル化が⾏われ、種々のデータベースが構築された。１９６０年代には、通信衛星を⽤いて⽇本からも検索できる、当時としては先進的な検索システムＭａｒｋ-III（ＧＥのＭＳデータベース）があった。コンピュータ化の当初は数値データや化合物名などの⽂字データのみであったが、コンピュータの進歩により、グラフィックスで構造式やスペクトル波形を出⼒するようになっている。さらにＮＭＲでは、構造式とスペクトルピークとの対応付け（帰属情報）まで表⽰することができる。現在質量スペクトル、⾚外線吸収スペクトルや１３Ｃ－ＮＭＲのデータベースが数多く存在する。代表的なものはＳｐｅｃＩｎｆｏ（独）、ＳＤＢＳ（物質⼯学⼯業技術研究所）、
ＣＳＥＡＲＣＨ（⽶）などで、最⼤のスペクトルデータ量を誇っているのは、ＳｐｅｃＩｎｆｏ
で約２０万件のスペクトルがある。オンラインサービスのスペクトルデータベースとしてはＳＴ
Ｎ、ＣＩＳなどが知られており、約１０万件の１３Ｃ－ＮＭＲ、約１４万件のＭＳスペクトルやＩＲスペクトルなどの検索が可能となっている。最近では、スペクトル測定装置（ＭＳ、ＩＲ）
cicsj.chemistry.or.jp/13_4/13_4.html#mokuji

6/18

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(4), Aug, 1995

付属のコンピュータにリファレンス・ライブラリーとして⼤量のデータを安価に導⼊できる。さらにパーソナルコンピュータで稼働するシステムも増加している。ただし１Ｈ－ＮＭＲについて
は、スペクトルデータの処理の困難さのため、ソフト開発とデータベース化が遅れていた。また
超伝導磁⽯やスペクトル測定装置の急激な進歩により、スペクトル分解能が⼤幅に改善され、共鳴周波数の⼤⼩によりスペクトルパターンが⼤きく相違することもその遅れの⼀因となっている。今後は３００ＭＨｚ前後以上のスペクトルを蓄積するべきとの意⾒もある。企業において測定頻度の⾼い１Ｈ－ＮＭＲのデータベースが少ないのは残念である。ＳＤＢＳには４００ＭＨｚのデータの蓄積があり、その努⼒には敬意を表するとともに、今後のデータ数の増⼤を期待する。現在、種々のデータベースがあり、各々異なったフォーマットでデータを記述している。貴重なデータを有効に活⽤するため、是⾮とも他のシステムでも利⽤可能な、汎⽤性のある共通フォーマットでの出⼒、または提供を望みたい。
企業におけるデータベース
⽇本の企業においては、先に述べたＳａｄｔｌｅｒなどのシートタイプのデータベースを現在も保有しているところが多い。その導⼊当時これらのデータ集をベースに、検索システムなどのコンピュータ化に独⾃に取り組んだ企業もある。ＡＳＴＭのデータベースをベースとしたＩＲ－Ｓ
ＰＡＮ等がその例である。しかし⼀部を除き、現在のような洗練されたシステムではないため、情報量も少なく、⻑期に活⽤できるまでには⾄らなかった。住友化学では、１９８７年に「ＳＰＥＣＴＲＡシステム」[2-5]として、ＭＳ、ＩＲ、１Ｈ－ＮＭＲ、１３Ｃ－ＮＭＲの４種のスペク
トルデータと帰属情報をも付加した構造式を、グラフィックスで表⽰するデータベースシステムを完成し、運⽤を継続している。近年では、システムを新規に⾃社開発、維持することは困難であり、市販のシステムを導⼊することが、より効率のよい⽅法となっている。システムの導⼊初期では最⼩限のデータベースが必要で、データを同時に購⼊するのが⼀般的である。ただし広い分野をカバーするため多量のデータを導⼊したいが、数量に限度があり、購⼊費⽤にも限界がある。予算に⾒合った所に落ち着くことになる。しかし⾃社の問題解決にシステムを活⽤するには、⾃社関連データの追加、構築が重要である。従来からシート形式の⾃社データを構築している場合があるが、シート形式のデータとコンピュータ化されたデータとの混在では、統合的な使⽤が不可能である。できるだけ早い機会にディジタル化したスペクトルデータとして、蓄積を開始するのが得策である。実際、⾃社のデータを構築するにも、労⼒、時間、コストなどが必要
で、その体制を整備して、継続的に努⼒する必要がある。たとえば、オートサンプラーを⽤いて、スペクトル測定装置から⾃動でデータを収集し、共通フォーマット（JCAMP, Molﬁle,EPA,etc.）で化合物構造式とスペクトルデータを蓄積する。とくにＮＭＲでは帰属情報が貴重であり、最⼩限帰属情報と共に蓄積するべきである。これら⾃社データの蓄積は次世代への技術資産として、⼤変重要である。ソフトウエア、データベース、知識ベースなど、⽇本では遅れている部分が多い。欧⽶、特にＢＡＳＦ（独）のスペクトルデータ構築に対する熱意、努⼒には脱帽するのみである。⽇本においても、政府機関・⼤学で作成されている⾼品質のスペクトルデータ
ベースやその処理ソフトがいくつかあるが、その利⽤が政府、⼤学関係者に限定されているのは⾮常に残念なことである。官学の情報を公開し、⺠間活⼒の増進をはかってもらいたい。ドイツ
ではＢＭＦＴ（⽇本の科学技術庁相当）がデータベースの構築やその活⽤を強⼒にバックアップ
しており彼我の差を感じるのは著者のみではないと考える。産業サイドも、将来への禍根を残さないためにも、企業各社が集まり、バラバラであった努⼒を結集して、より⼤きなデータベースの構築を図るべきと考える。例えばデータのソースを公開可能な化合物（特許処理の完了した化合物や既に上市した化合物）とし、得られたスペクトルを等価交換する。１０社が集まり各社
cicsj.chemistry.or.jp/13_4/13_4.html#mokuji

7/18

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(4), Aug, 1995

１、０００件のスペクトルを提供すれば１０、０００件となり⾃社の努⼒が１０倍の成果と評価される。数量的には少ないかもしれないが、実⽤化合物のデータであるため、その重みは⼤きいといえる。最終的には産・官・学が協⼒して、⽇本のデータベースを築き上げることが肝要と考える。
おわりにスペクトルデータベースについて簡単に述べ、企業における取組みや、データベース構築の提⾔にふれた。例えば、DuPont、Dow Chemical や Zeneca、 Kodak などを含め欧⽶での化学企業間の協⼒の話は未だ聞いていない。⽇本では例えば、関⻄化学⼯業協会の合成反応設計プロジェ
クトなどにあるように、企業間の協⼒が可能であることを⽰している。情報化学、コンピュータ
ケミストリの⼀分野として、欧⽶に引き離されないように、企業の集まりを通じて、情報交換やデータ交換ができればと願っている。関⼼のある⽅はご意⾒を次アドレスまで。（e-mail:massui@ohsun01.sumitomo-chem.co.jp）
参考⽂献[1] API Research Project 44, Carnegie Institute of Technology, Pittuburgh, Pennsylvania[2] 第１０回情報化学討論会講演要旨集、５２、（１９８７）[3] 第２５回情報科学技術研究集会発表論⽂集、２７７、（１９８８）[4] 住友化学誌 １９８８－Ｉ、５４、（１９８８）[5] The 1989 International Chemical Congress of Pasiﬁc Basin Societies, Abstructs ofPapers, 745 (1989)
⽬次へ
プロトンＮＭＲスペクトルデータベースの構築
豊橋技術科学大学

阿部英次

このプロジェクトはそれまで我々の研究室で開発を続けていた有機化合物の構造推定システム
CHEMICSのための基礎データの蓄積を⽬的として、⑭旭リサーチセンターの協⼒を得て1970年にスタートした。当時はプロトンNMRの計算機可読形式のデータ集積はどこにも存在せず、また、スペクトルの性質上出版物等から⾼品質のデータを取得することも不可能であったためスペクトルの測定から始めることとした。
その為の試料は、主として薬品販売の⼤⼿である関東化学と東京化成の協⼒を仰いだ。それ以外にも全国の⼤学の有機化学の研究室からも提供頂いた。１０年ほど前からは⼤学からの試料の提供が少なくなり、と⾔うよりは集めるための努⼒が出来なくなり、ほとんど全て東京化成提供の試料となっている。現在までに集積した試料の総数は約19,000件になっている。CHEMICSのためのデータベースと⾔うことから必然的にスペクトルデータ以外に、コンピュータ可読形式の構造式とシグナルの帰属がデータとして要求された。
プロジェクト発⾜当初の研究室のコンピュータ環境では、スペクトルの完全なデジタルイメー
ジを保存しておくことは出来ず、また構造式についても再現可能な２次元座標値を簡単に⼊⼒する⼿だてがなかった。そこで、図１に⽰すフォーマットでのデータ集積を⾏うこととした。このフォーマットでの集積データは現在約12,000件となっている。このうち8,000件のデータについcicsj.chemistry.or.jp/13_4/13_4.html#mokuji

8/18

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(4), Aug, 1995ては旭リサーチセンターからスペクトルデータ集として冊⼦体で出版されている。この図を簡単に説明すると、１⾏⽬は化合物のID番号と名称、２⾏⽬は分⼦量と分⼦式、３⾏⽬はCAS番号、
測定溶媒、融点・沸点などであり、４⾏⽬と５⾏⽬が構造式（CANOST表記）６⾏⽬以降がシグナルグループの位置と⽔素数および帰属となっている。
1 15540 2-Ethyl-3-methoxypyrazine;
2 4708 S 138.17 C 7 H 10 N 2 O 1;
3 25680-58-4 TO sp CDCL3 ___.____.____._/_____;
4 Y1 Y1 Y Y Q NR NR C3 C3 C2;
5 1 2 7 3 4 5 8 0 1 6 4 0 3 10 9;
6 3 1.28- ___ 9
7 2 2.84- ___ 10
8 3 3.98- ___ 8
9 1 7.91- ___ 1 OR 2
10 1 8.03- ___ 2 OR 1;
図１

プロトンNMRスペクトルデータの例

構造式
データ集積に当たっての構造表現としては我々が開発したCANOSTを採⽤することとした。これは、WLN類似の線形表記法であるが、規範化をコンピュータプログラムで⾏う点がWLNと異なっている。従ってこの表記法の習得はきわめて易しく、数時間の講習で誰でも構造式の変換ができるようになる。
このことはデータベースの構築に当たっての最⼤の問題であるデータ⼊⼒に熟練者を必要としな
いと⾔う⼤きな⻑所ともなっている。この構造表現の最⼤の泣き所はいわゆる構造図ではないことである。そこで、別途２次元構造図のデータファイルも作成中であり、まもなく全データについて完了する。
スペクトルデータ
完全なスペクトルイメージの保存が出来なかったため、何らかの規格化を考える必要があった。CHEMICSとの整合性も考えてシグナルグループの位置と⽔素数のみという極めて簡単なフォーマットを採⽤した（図１）。その後、研究室のコンピュータ環境が整備されたのに伴い、完全なスペクトルイメージ(8192points)も併せて蓄積し始め、現在これが約５０００件となっている。また、昨年度より測定装置をこれまで使⽤してきた90MHzから400Mhzのものに変更した。
この400MHzデータについてもこれまでのデータとの整合性を図るため従来のフォーマットでの規格化データも併せて作成している。
帰属データ
各シグナルグループの構造式への帰属は全て我々⾃⾝の⼿で⾏っている。全ての化合物について完全な帰属を⾏うことは不可能であるため、１部のシグナルしか帰属されていないものもあり、また多少の誤りも当然存在しているものと考えられる。この作業を⽀援するためのソフトウ
ェアの開発も継続的に⾏っている。
検索システム検索プログラムとしては、当初ミニコンピュータ上で開発を⾏ってきたが、時代の趨勢に従っ
cicsj.chemistry.or.jp/13_4/13_4.html#mokuji

9/18

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(4), Aug, 1995

たMS-Windows上で実⾏可能なシステムの構築がほぼ終了している。
データ等の提供について
現在までに集積したデータの内、図１のフォーマットで記録されているものについては、デー
タ読み取りのためのソフトウェア（Fortranソースリスト）を添えて、教育・研究機関に所属している⽅を対象に無料で提供するので下記に問い合わせられたい。また、デジタルイメージデータ
については共同研究者の奥⼭が別項で述べているようにInternet上でWWWによる提供を試⾏している。
問い合わせ先︓
441 豊橋市天伯町雲雀ヶ丘 1-1
豊橋技術科学⼤学・知識情報⼯学系
阿部英次 fax: 0532-47-5301 e-mail:abe@molout.tutkie.tut.ac.jp

⽬次へ

部会⾏事
第 18回 情 報 化 学 討 論 会
主催

日本化学会情報化学部会会期

11⽉15⽇(⽔)〜17⽇(⾦)

会場

ホリデイ・インクラウンプラザ豊橋（豊橋市藤沢町 141）
参加登録・懇親会予約及び要旨集前送申込締切
10⽉13⽇(⾦)
本討論会は第23回構造活性相関シンポジウムと併催。
発表形式

⼀般講演、ポスターセッション

11⽉15⽇(⽔)⼀般講演-(10:05〜12:00)15I01 ポテンシャル関数の課題とデ－タベース開発（物質研、JICST、東⼤・⼈⼯物⼯学研究セ）○三上益弘、中島律⼦、志村和樹、岩⽥修⼀、⽥辺和俊
15I02 各種有機溶媒への連続体モデル（COSMO法）の適⽤（三井東圧化学）○⾶⽥純⼦、Ｋ．
ムルティ
15I03 回転対称性境界条件とウィルスの計算（北⾥⼤・理、北⾥⼤・薬）○⽶⽥茂隆、北沢聖⼦、梅⼭秀明15I04 The Use of Feature- and Shape-Based Database Searching Techniques to Identify
New Drug Templates(Molecular Simulations, Inc.)Scott D. Kahn, Matthew Hahn, and○Daniel Parish
特別講演Ｉ-(13:30〜14:30)インターネットの現状と課題（東⼤・⼤型計算機セ）⽯⽥晴久
⼀般講演-(14:45〜17:05)cicsj.chemistry.or.jp/13_4/13_4.html#mokuji

10/18

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(4), Aug, 1995

15I05 n-アルカン平衡混合物の熱容量の分⼦⼒学計算（京⼤・薬、京産⼤）三輪嘉尚、○町⽥勝之輔
15I06 ⾮経験的分⼦軌道法および密度汎関数法に基づいたポリアセチレンの振動⼒場（東⼤・理）○平⽥ 聡、⿃居肇、⽥隅三⽣15I07 分⼦軌道法による強誘電性液晶分⼦のコンホメーション解析（凸版印刷、東⼤・教）○吉⽥真史、⿃海弥和
15I08 チミンダイマーの構造および光回復機構についての⾮経験的分⼦軌道法による研究（国⽴がんセンター研、ＩＢＭ）○相⽥美砂⼦、⾦⼦元久、Michel Dupuis
15I09 オブジェクト指向⾔語C++による分⼦軌道法プログラムの開発とペプチド鎖の全電⼦計算（九⼯⼤・情報⼯、九共⼤・⼯）佐藤⽂俊、重光保博、岡崎功、⼋尋秀⼀、○柏⽊浩

11⽉16⽇(⽊)⼀般講演-(10:05〜12:00)-

16I10 ⽊構造型デ－タによるスクリーニングシステム（富⼠写真）○⼩沢啓⼀郎、保⽥敏正、
藤⽥真作
16I11 ２次元NMRスペクトルの解析ソフトウェア（１）－2DINADEQUATEスペクトルによる構造解析－（⽇本電⼦）○宮林延良、内海博明
16I12 印刷化学構造式の認識理解システム（神奈川⼤）○中⼭

尭、古⽊健⼀16I13 ２成分混合液体の格⼦パターンの 1/f 解析（お茶⼤・理）○⽶⽥桂⼦、細⽮治夫、富樫雅⽂
ポスターセッション -(13:30〜16:00)16IP01 インターネット上の分散デ－タベースとしてWWWとSybaseの統合（東京都臨床医学
総研、国⽴衛⽣試、お茶⼤）○灘岡陽⼦、⽯川恵司、五⼗嵐貴⼦、福島佐知⼦、⼭⼝明美、細⽮治夫、神沼⼆真
16IP02 インターネット上に分散デ－タベースとしてWWWとCSNDBの統合（国⽴衛⽣試、東京都臨床医学総研）○五⼗嵐貴⼦、灘岡陽⼦、⽯川恵司、神沼⼆真
16IP03 デ－タベースヒューマンインターフェース技術による⽀援⽅策の研究（JICST）○志村
和樹、⽔野路⼦、相⾺ 融、岡野弘⾏、堀江 隆
16IP04
16IP05化学におけるInternetの利⽤に関する⼀考察（豊橋技科⼤）○奥⼭ 徹、真鍋敬⼠
NIST-MSDBにおけるCAS化合物名の⾻格構造名処理（その２）主⾻格構造基本語による⾼速検索（筑波研究学園専⾨学校、東京家政学院筑波短⼤）○仲久保正⼈、前⽥浩五郎
16IP06 ⾼速部分構造検索を意識した化合物構造式の線形表記法試案（富⼠通）湯⽥浩太郎
16IP07 ２次元NMRスペクトルの解析ソフトウェア（２）－ C-H相関スペクトルによる構造解
析－（⽇本電⼦）○宮林延良、内海博明
16IP08 ポテンシャルデ－タベースシステムの開発（JICST、物質研、東⼤⼈⼯物⼯学研究セ）○中島律⼦、三上益弘、志村和樹、岩⽥修⼀、⽥辺和俊
16IP09 継次カテゴリーデ－タのための双対尺度法の改良と化学、薬学への応⽤（２）（阪⼤・遺伝情報、阪⼤・薬、阪⼤・医）○⾼⽊達也、益⽥隆史、直原⾼広、藤原英明
16IP10 電極反応のモンテカルロシミュレーションとアニメーション（中京⼤・情報、名⼤・理）○⼯藤貢章、⻄本匡伸、秦野やす世、後藤紀⼀、吉森あきら、垣⾕俊昭
16IP11 ⽣体分⼦のまわりの静電ポテンシャル、電場、電気⼒線の映像化（中京⼤・情報）○⻄
本匡伸、秦野やす世
16IP12 ⻑距離相互作⽤を考慮したタンパク質⽴体構造予測（図書館情報⼤）○中⼭伸⼀、須賀cicsj.chemistry.or.jp/13_4/13_4.html#mokuji

11/18

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(4), Aug, 1995

井理⾹、吉⽥政幸
16IP13 蛋⽩質配列のギャップが球内残基数評価に与える影響（旭化成）○⽵原英毅、島⽥章、⼾澗⼀孔16IP14 既存医薬品中における化学構造パターンの解析（その１）（東海⼤開発⼯、国⽴衛⽣試）○菅⾕信敬、藤井 功、⻑⾕川式⼦、中野達也、⼭本 都、平⼭令明、神沼⼆真
16IP15 分⼦軌道計算における⾮経験法、半経験法および密度汎関数法の⽐較（第６報）ペプチ
ド化合物の配座解析における計算⼿法間の差異（その３）（ミドリ⼗字、⽥辺製薬、藤沢薬品、
塩野義製薬、富⼠通）○井上佳久、清⽔ 良、⽩井宏樹、仲⻄ 功、⻫藤 隆、鮫島圭⼀郎
16IP16 1HNMRスペクトルのPC化－パラメ－タDBから任意のスペクトルパターンの発⽣とパターンDBにおけるMOの利⽤－（物質研、神⽥外語⼤）○早⽔紀久⼦、柳沢 勝、⼭本 修
16IP17 ⽣体⾼分⼦に対する新規の半経験的分⼦軌道計算の適⽤（富⼠通、Stewart
Computational Chemistry）○鮫島圭⼀郎、James.J.P.Stewart
16IP18 MOPACのPCへの移植とGUIの設計︓WS版MOPACとPC版MOPACの機能⽐較（富⼠通、Cambridge Soft Corporation、Stewart Computational Chemistry）○⾼橋篤也、Stewart D.Rubenstein、James.J.P.Stewart
16IP19 有機化合物の名称－構造式相互変換システム（豊橋技科⼤）○⻄村英則、中村博之、曽⽥健⼀、阿部英次
16IP20 GAに基づく薬物配座空間の探索に関する研究（豊橋技科⼤）○住⾕

剛、Carlos A.

Del Carpio
16IP21 An Evolutionary Algorithm for Polypeptide 3D Structure（豊橋技科⼤、名市⼤）○Carlos A. Del Carpio、Lajos Baranji、岡⽥秀親、佐々⽊愼⼀
特別講演II-(16:00〜17:00)Calculation of the Electronic Structure of Proteins (Stewart Computational Chemistry)
Dr. James J.P.Stewart
11⽉17⽇(⾦) ⼀般講演-(10:05〜12:25)17I14 Pt-195 NMRのデ－タベース化・続報（電通⼤、北⾥⼤・薬）○⼭崎

昶、尾池正弘、岡地優司、菅野拓也、棚倉雄⼀郎、⽊下俊夫
17I15 蛋⽩質側鎖コンフォーメーションの予測法（キリンビール、⼈⼯⽣命研）○飯島 洋、
内藤裕介
17I16 ニューラルネットを⽤いた有機化合物の沸点の推算（JICST、東京理科⼤・⼯）○⽔野路⼦、ジヴカ マリノバ、⼤江修造
17I17 ⾼速通信網に対応した分⼦設計協調研究ツールProteus（システム、姫路⼯⼤・理、阪⼤・⼯、京⼤・理）○伊賀祐⼀、中⽥和樹、樋⼝芳樹、甲斐泰、三⽊邦夫

17I18 ニューラルネットワークによるスペクトルパターン認識(第50報)⾚外スペクトル分析への応⽤（物質研、富⼠通、⽇本分光）◯⽥辺和俊、上坂博亨、⼩原祥⼆
参加登録費 （構造活性相関シンポジウムと共通）
予約︓⼀般6,000円、学⽣4,000円、
当⽇︓⼀般7,500円、学⽣5,500円。
講演要旨集（構造活性相関シンポジウム要旨集と合本）１冊を含みます。講演要旨集の前送を希望される⽅は送料として1,000円追加。

cicsj.chemistry.or.jp/13_4/13_4.html#mokuji

12/18

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(4), Aug, 1995

懇親会 （構造活性相関シンポジウムと合同）11⽉16⽇(⽊)17時30分から、会費円 当⽇7,500円
参加登録予約申込⽅法

予約6,500

申込⼀⼈ごとに、B5判⽤紙縦に横書きで、⽒名（ふりがな）・所属・住所・電話・FAX・懇親会出⽋・要旨集前送希望の有無 を記⼊のうえ、下記宛お申込下さい。参加
登録費等は予約締切⽇（10⽉13⽇）までに郵便振替（⼝座名︓情報化学・構造活性相関シンポジ
ウム、⼝座番号︓00810-7-53830）によりお振り込み下さい。
申込先

441 豊橋市天伯町雲雀ケ丘 1-1

豊橋技術科学⼤学 知識情報⼯学系 情報化学討論会

阿部英次宛 TEL 0532-47-0111Ext 849,860, FAX 0532-47-5301, e-mailabe@molout.tutkie.tut.ac.jp
⽬次へ

関連⾏事
化学ソフトウェア学会年会「'95研究討論会」
主催

化学ソフトウェア学会

共 催
⽇本化学会、⽇本化学会情報化学部会、⽇本分析化学会、⽇本化学プログラム交換機
構、CBI研究会
後
会

援
期

会 場
所在地

福井⼯業⾼等専⾨学校、三⾕商事(株)1995年10⽉21⽇(⼟)午後、22⽇(⽇)全⽇
福井⼯業⾼等専⾨学校〒916 鯖江市下司町

図書館視聴覚ホール

主 題 化学の研究・教育におけるコンピュータの利⽤
発表形式 ⼀般発表 ５分間概要説明（⼝頭発表）
デモンストレ－ション

１時間10分

プログラム
第１⽇ １０⽉２１⽇（⼟） １２︓５５〜１６︓２０
実⾏委員⻑挨拶
⼤沢 映⼆(豊橋技科⼤教授)
１０１ 脂質情報データベースの構築－糖脂質データベース検索ソフトの改良－（重井医学研）○渡辺 清博、（近畿⼤理⼯）林 陽
１０２
１０３

糖質研究者⽤1H-NMRデータベースの作成と利⽤法（国際基督教⼤理）吉野 輝雄
糖・脂質モデリングシステムの開発（２）（群⾺⼤⼯）○中⽥ 吉郎、滝沢 俊治、⽮吹貞⼈、平井 光博
１０４ 表計算データのＣＡＩ教材化プログラムの改変とデータ集の補充（県⽴新潟⼥⼦短⼤）
本間 善夫
１０５ 計測値のグラフ処理（千葉県⽴衛⽣短⼤）林 誠⼈
１０６
１０７

ＵＢＡＳＩＣ version 9 と化学計算における特徴（⽴教⼤理）○宮前 雄⼀、成澤 芳男
動画を⽤いた結晶の平衡形シミュレ－ション（埼⽟⼤⼯）○野⼝ ⽂雄、菊池 昭利、三浦弘
１０８

論⽂誌（The Journal of Chemical Software）のオンライン化（姫路⼯⼤）○中野 英

cicsj.chemistry.or.jp/13_4/13_4.html#mokuji

13/18

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(4), Aug, 1995

彦、（広島⼤理）吉⽥ 弘、（⾼知⼥短⼤）⼀⾊健司、（創価⼤⼯）伊藤 眞⼈、（群⾺⼤⼯）

中⽥ 吉郎、（福井⾼専） 吉村 忠与志、（埼⽟⼤⼯）時⽥ 澄男
１０９ 化学演習教材の開発（東京⾼専）○渡邊 慎⼆、⻄宮 ⾠明記念講演

ネットワーク時代と化学ソフトウェア（電通⼤）⼭崎 昶

第２⽇
２０１

１０⽉２２⽇（⽇） ９︓３０〜１６︓２５
Ｆ.Ｃ.Ｃ. ⾦属結晶の転移シミュレ－ション（埼⽟⼤⼯）○浦野 靖司、野⼝ ⽂雄、三浦弘
２０２

インターネット上の化学系情報サーバの紹介（芝浦⼯⼤）神⻑ 京⼦、○佐藤 敏彦

２０３ ＬＯＧＯ⾔語を利⽤した理科分野におけるＣＡＩ利⽤の試み（１）（電通⼤）岡地 優
司、○棚瀬 敬⼀、⼭崎 昶
２０４
２０５

ＥＰＭＡのＢＡ補正プログラム（その２）（早稲⽥⼤教）⽊ノ内 嗣郎
ＮＭＲ解析演習のためのＣＡＩシステム（２）（⽇本⼤⽣産⼯）杉⼭ 邦夫、○佐藤 正

和、中島 敬⼀、津野 孝
２０６ 脱臭剤評価システムの開発（東京⾼専）○柏 雅夫、飯塚 祥太郎、⻄宮 ⾠明
２０７ ワ－クステ－ションによるタンパク質⽴体構造デ－タベ－ス検索・図⽰システムの機能拡張（姫路⼯⼤⼯）○宇野 健、河島 康之、林 治尚、⼭名 ⼀成、中野 英彦
２０８ 分⼦の電⼦図鑑の研究開発（６）（⾹川医科⼤学）○獅々堀 彊、納⾕ 貴之、⼭下 賀容
⼦、⼩林 良⼆
総会および表彰式（１２︓３０〜１３︓２０）

授賞講演（１３︓２０〜１４︓２０）
２０９ ＮＭＲ解析演習のためのＣＡＩシステム（３）（⽇本⼤⽣産⼯）杉⼭ 邦夫、○中島 敬
⼀、佐藤 正和、津野 孝
２１０ ３Ｄ-Molmaster part IIとpart IVの連結（⼭形⼤教）阿部 昭吉 ２１１

ビデオ動画を取り込んだ電⼦出版物の試作－物理化学実験－（福井⾼専）吉村 忠与志、○⽚岡 正仁、⻘⼭ 義
弘２１２ 褐炭表⾯の含酸素官能基定量のための中和滴定曲線の作成プログラム（福井⾼専）佐藤信孝、○⼤橋 央⽣、福島 ⿇倫⼦、酒井 ルミ⼦、⼭本 隆司、⼩⼭ 幸男
２１３
２１４

電気化学反応系のパソコン・シミュレーション（芝浦⼯⼤）神⻑ 京⼦、○佐藤 敏彦
局⽅医薬品の薄層クロマトグラフ法（神⼾薬⼤）○⽥ケ原 清、⼩⼭ 淳⼦、豊国 いずみ

２１５⽥誠

X線結晶構造解析システムUNICS IIIのWindows NTへの移植と改良（⿃⽻商船⾼専）作

２１６ 悪臭計測システムの開発と悪臭データの解析（福井⾼専）吉村 忠与志、○柳⽥ 真吾、⻄川 恵三、⻘⼭ 義弘
２１７ 化学反応を伴う電極反応シミュレーション－FIFDアルゴリズムの採⽤と任意電位波形への対応－（福井⼤⼯）⽥畑 功
懇親会 10⽉21⽇(⼟) 17:30〜19:00 会場 福井⾼専福利施設⾷堂。懇親会費 4,000円。
参加申込 予約参加申込は9⽉30⽇(⼟)締切(必着)。郵便またはFAXで、⽒名、勤務先、住所、電話番号、FAX番号、懇親会出席の有無を記⼊の上、下記連絡先宛てに申し込み下さい。
予約参加登録 本学会会員 3,000円 共催学会会員 4,000円 ⼀般 5,000円 学⽣

1,500

円
当⽇参加登録(予約なしの場合、予約参加登録⾦に 1,000円加算します。（すべての会費は当⽇会場にてお⽀払い下さい。）
cicsj.chemistry.or.jp/13_4/13_4.html#mokuji

14/18

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(4), Aug, 1995

申込先 〒916

鯖江市下司町

福井⼯業⾼等専⾨学校内化学ソフトウェア学会年会実⾏委員会委員⻑ ⼤沢 映⼆(豊橋技科⼤教授)、担当理事(FAX) 0778-62-1108

吉村

忠与志(TEL) 0778-62-1111ex458

⽬次へ
構造活性相関シンポジウムと きところ

１１⽉１５⽇（⽔）〜１７⽇（⾦）
ホリデイ・イン クラウンプラザ豊橋（豊橋市藤沢町 141 TEL(0532)48-3131）
主 催 ⽇本薬学会医薬化学部会
共 催 ⽇本化学会、⽇本農芸化学会、⽇本農薬学会、構造活性相関研究会
発表形式
⼀般講演の発表時間は25分（講演18 分、討論７分）または15分（＊印、講演11
分、討論４分）、ポスターセッション
プログラム
第１⽇
⼀般講演
10:05〜12:10
15S01 イオン化ポテンシャルと記述⼦σso・μ2／α（近畿⼤・薬、阪⼤、阪⼤・遺伝情報）○
川⽊秀⼦、佐々⽊喜男、⾼⽊達也
15S02 ゲル濾過クロマトグラフィーによる薬物の疎⽔性評価と⾎液脳関⾨透過性（阪⼤・薬、
阪⼤・医）○甲斐順⼦、中村克彦、藤原英明
15S03 ＳＡＳ補正フラグメントによる疎⽔性推算法の開発（阪⼤・薬、阪⼤・遺伝情報、阪⼤・医）○益⽥隆史、直原⾼広、⾼⽊達也、藤原英明
15S04 新規アミノ酸側鎖疎⽔性パラメータを⽤いた⾎⼩板凝集阻害ペプチドおよびオビオイド
ペプチドの定量的構造活性相関（京⼤・農）○⾚松美紀、宮下正弘、吉川正明、上野⺠夫、藤⽥稔夫
15S05*

糖輸送担体阻害剤分⼦の動的構造と構造活性相関（徳島⼤・薬）○後藤了、⼩⽥早苗特別講演Ｉ 13:30〜14:30
インターネットの現状と課題（東⼤・⼤型計算機セ）⽯⽥晴久
⼀般講演
14:45〜17:25
15S06 Potential derived intermolecular electrostatic energies in the complexes between
DHFR and diaminopyrimidine analogues and rela-tionship to the activities（分⼦研究所）○藤⽥忠男
15S07 リガンド－受容体結合⾃由エネルギ－予測の試み（東⼤・薬、医薬分⼦設計研）○⾼松
善宏、富岡伸夫、板井昭⼦
15S08 成⻑ホルモンとその受容体の結合︓熱⼒学的諸量の振舞いを分⼦レベルのモデルで説明（北⾥⼤・薬）○肥後順⼀、梅⼭秀明
15S09 光学活性なイプコナゾール関連化合物の作⽤点に関する考察（呉⽻化学）○最勝寺俊英、伊藤篤史、熊沢 智、中⾺ 寛
15S10 ドーパミンＤ2とセロトニン5-HT3受容体拮抗作⽤を合わせもつベンズアミドおよびニ
コチン酸アミド系化合物の定量的三次元構造活性相関（⼤⽇本製薬）○藤原 巌、鈴⽊健司、広cicsj.chemistry.or.jp/13_4/13_4.html#mokuji

15/18

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(4), Aug, 1995

川美視、原⽥博史、森江俊哉、吉⽥直之、賀登志朗
15S11 ジヒドロピリジン型カルシウム拮抗薬︓その活性発現のための三次元的構造要求性（⽇産化学）○陸⾨元⽣、瀬⼾浄智、迫⽥良三
第２⽇
⼀般講演

9:40〜12:10

16S12* Thiadiazole誘導体のHIV-1 RT阻害活性との構造活性相関（創薬技研、東ソー、千葉⼤・薬、⿅児島⼤・医、福島県⽴医⼤）○永野英樹、伊地知功史、藤原將寿、松本幸治、花崎保
彰、勝浦公男、⾼⼭廣光、相⾒則郎、⾺場昌範、茂⽥⼠郎、紺野謙治、横⽥智之、松島正明
16S13 レセプター構造に基づく薬物の設計と構造活性相関 その－３ （ジヒドロ葉酸還元酵
素阻害剤の設計）（エーザイ）○張ヶ⾕泰⼆、吉松賢太郎、岡内⾠夫、⼩⽵良彦、⽻⽥ 融、野
村容朗
16S14

アンジオテンシン受容体とＮＨ－π相互作⽤（ミドリ⼗字、⿃取⼤・農、⼭梨医⼤・⼩、バンダービルト⼤・医）○井上佳久、杉尾成俊、中村憲史、桔梗充博、⼭野好章、中込美⼦、⼤⼭健司、稲上 正
16S15
16S16

抗体Fv領域ヒト型化のためのデザイン⼿法とこの領域の特徴（中外製薬）○秋元利夫
タンパク質モデリングシステムの開発とその⾎液凝固系因⼦への応⽤（北⾥⼤・薬、北⾥⼤・情報科学セ）○⽶⽥照代、菰岡仁志、梅⼭秀明
16S17 タンパク質の３次元モチーフ探索（豊橋技科⼤）○加藤博明、⾼橋由雅
ポスターセッション 13:30〜16:00
16SP01 HPLC法により疎⽔性パラメ－タを推算する際の移動相溶媒の影響（神⼾薬科⼤）○⼭
上知佐⼦、重村由恵、⽴川博美
16SP02 結合中⼼フラグメントにもとづく加成性分⼦特性の推算（豊橋技科⼤）○⼩暮
橋由雅
16SP03徹、⾼EGF受容体およびPDGF受容体チロシンキナーゼの選択的阻害活性をもつ新規化合物群のCoMFA解析 （キリンビール）○久保和⽣、⻄⿃⽻剛、⼤⼭伸⼀、室岡秀⼦、加藤慎⼀郎、⽥村好⼦、飯島 洋、⼤澤⽴志、伊澤敏雄
16SP04 アンギオテンシンII AT1受容体拮抗作⽤を有するKWー3433の活性発現構造の研究（協
和発酵、医薬分⼦設計研）○⼤瀧静夫、板井昭⼦、松宮茂樹、⼤島悦男、熊沢利昭、河野⼀通
16SP05 セレクチンーシアリル Lex 複合体構造のモデリング（三共）○粕⾕
本秀⼀

敦、⼤岩玲⼦、宮16SP06 静電場における光合成細菌クロロフィルダイマーの計算－⾮経験的分⼦軌道計算による
解析－（九⼯⼤・情報⼯、蛋⽩⼯研、ＮＥＣ基礎研）○佐久間俊広、柏⽊ 浩、中村春⽊、⾼⽥俊和
特別講演II
16:00〜17:00
Calculation of the Electronic Structure of Proteins (Stewart Computational
Chemistry)Dr.James J.P.Stewart
第３⽇
⼀般講演
17S18*
17S19*

9:40〜12:10
ALS阻害剤の３次元共通特徴探索（⽯原産業） ○⾚⽊俊夫
分⼦重ね合わせの⾃動探索法の開発（東⼤・薬、医薬分⼦設計研）○⼆俣

雅、板井昭

⼦
17S20* 分⼦の静電的及び⽴体的 similarity index と構造活性相関への応⽤（⽇本曹達）○助川
cicsj.chemistry.or.jp/13_4/13_4.html#mokuji

16/18

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(4), Aug, 1995

正之、中⼭ 章
17S21* 殺⾍剤 acetamiprid の⽴体構造と活性コンフォメーション（⽇本曹達）○中⼭ 章、助川正之、江⼝禎之
17S22*
沢 智

Voronoi 多⾯体分割を利⽤するField Analy-sis（呉⽻化学）○中⾺寛、唐沢真美、熊17S23* ピレスロイドの配座探索と構造類似性の評価(III)－Voronoi 多⾯体分割を利⽤する
Field Analysisの適⽤－（呉⽻化学）○唐沢真美、中⾺ 寛
17S24* de novo薬物設計のためのデ－タベース探索システムEUREKAの開発（医薬分⼦設計研）○富岡伸夫、板井昭⼦
17S25. The Use of Hypothesis- and Shape-Based Diversity for Combinatorial Library
Design（Molecular Simulations, Inc.）Scott D.Kahn, Matthew Hahn, and ○Daniel Parish
参加登録予約申込締切

10⽉13⽇(⾦)

参加登録費 （情報化学討論会と共通） 予約︓⼀般6,000円、学⽣ 4,000円、当⽇︓⼀般
7,500円、学⽣ 5,500円。講演要旨集（情報化学討論会要旨集と合本）１冊を含みます。講演要
旨集の前送を希望される⽅は送料として1,000円追加。
懇親会 11⽉16⽇(⽊)17時30分から、会費 予約6,500円、当⽇7,500円。
参加登録予約申込⽅法 申込⼀⼈ごとに、B5判⽤紙縦に横書きで、⽒名（ふりがな）・所属・住所・電話・FAX・懇親会出⽋・要旨集前送希望の有無 を記⼊のうえ、下記宛お申込下さい。参加
登録費等は予約締切⽇（10⽉13⽇）までに郵便振替（⼝座名︓情報化学・構造活性相関シンポジ
ウム、⼝座番号︓00810-7-53830）によりお振り込み下さい。
連絡先︓441 豊橋市天伯町雲雀ケ丘 1-1 豊橋技術科学⼤学 知識情報⼯学系 構造活性相関シンポジウム ⾼橋由雅 TEL 0532-47-0111 Ext 850,860, FAX 0532-47-5301, e-mailtaka@mis.tutkie.tut.ac.jp

⽬次へ
開かれた情報化学部会へ－部会編集幹事としての宮下⽒を偲ぶ－
第一製薬（株） 四居

靖彦

本部会員宮下芳勝⽒の突然の訃報に驚愕を禁じ得ない⽅も多いに違いない。⼩⽣も未だ持ちの半分位は信じ難い部分が残っているのだが、本誌の編集に携わった頃のエピソードを紹介してほしいとのご依頼をいただいたので思いつくままに⼆、三紹介したいと思う。
彼は今年の２⽉まで４年間本誌の編集幹事を務められた。 ⼩⽣が⽯塚先⽣から代表幹事を引き継ぐ際、是⾮にとお願いして加わっていただいた。 それから３年間、２ヵ⽉に⼀度の編集会議は和気あいあいの中にも活気があり、充実した半⽇であった。 編集幹事(４⼈)それぞれが持ち味を発揮した結果であったが、 中でも彼の⾒識、 ⼈柄に負うところ⼤であった。
この何年か、 ＣＩＣＳＪでは会員名簿を掲載する号を除き殆ど毎号特集を組むことが定着しているが、その基礎を固めたのは彼であった。 毎号特集を組む為には常時３ないし４テーマの準備を進める必要がある。 彼の頭脳からは次々と新しい企画が湧いてきたし、秋季年会のシンポジウム
や部会ワークショップとのタイアップといったことも彼の発案によるものである。 更に、その企画にふさわしい執筆者を探し、お引き受けいただくのに彼の交際範囲の豊かさと誠実な⼈柄が⼤cicsj.chemistry.or.jp/13_4/13_4.html#mokuji

17/18

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(4), Aug, 1995

変⼒になった。
編集幹事としてというより部会幹事として（更に⾔えばむしろ研究者として）彼はワークショッ
プの活性化にも熱⼼であり、⾃らも何回かワークショップを主催した。「開かれた情報化学部会
へ」という彼⾃⾝によるワークショップ開催の呼びかけ（本誌Vol.10, No. ６）には彼の熱意がよく現れている。特集の充実やワークショップの活性化と表裏⼀体のこととして彼は（僅かではあるが）執筆者に対して謝礼（図書券）を差し上げることとワークショップ開催時の補助⾦の増額（４万円）を提案し、実現させた。むろん執筆を引き受けて下さった⽅の労に報いるには不⼗分であり、ワークショップにしても持ち出しの部分は避けられないのだが、それにしても只好意と熱意に⽢えるのではなく、部会として出来るだけの誠意は尽くすべきだというのが彼の気持ちであった。

⼩⽣が彼を知ったのは、第⼀次⽯油ショックの '73年、当時宮城教育⼤学の佐々⽊慎⼀先⽣の下で⼀年間勉強の機会を得た時であった。彼もほぼ同時期に佐々⽊研究室の⼀員となった。以来20年余、仕事上のつきあい以上に個⼈的なつきあいが続いた。その意味で、掛け替えのない友⼈を失った痛⼿は⼤きい。只々、御冥福を祈るのみである。

⽬次へ
編集後記
●⽇本チバガイギー社の有國尚⽒に「阪神⼤震災の体験談」と題して、計算機を管理・運営されてる お⽴場からご寄稿頂きました。地震⼤国⽇本に住む私たちにとって誠に多くの教訓を頂き感謝致します。
会員の皆様の中には被災された⽅が多くのいらっしゃるかと思います。改めて、お⾒舞い申し上げます。できましたなら、貴重な体験談をお寄せ頂ければ幸いです。
●情報化学部会の活動をより⼀層活発で会員の皆様に意義あるものとできるよう部会役員会は元より編集委員会でも種々施策を練っておりますが、部会員の⽅々から多くのご意⾒・ご批判を頂きたいと思います。
今回は、編集委員の⼀員である⽊村美実⼦⽒から、会員名簿のあり⽅に関連して「名簿にローマ字表記を」との提案を頂きました。JICST で情報作成・発信を勢⼒的に展開されているお⽴場か
ら情報を活⽤するための⾝近な問題点をご指摘下さり、今後に反映させて⾏きたいと考えております。
編集委員 ︓ 三⼾邦郎、⾼⽊達也、相⽥美砂⼦、⽊村美実⼦［⽂責︓三⼾邦郎］

⽬次へ
cicsj.chemistry.or.jp/13_4/13_4.html#mokuji

18/18

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(5), Sep, 1995

CICSJ Bulletin Vol.13, No.5, September, 1995
このページは「⽇本化学会・情報化学部会」の責任において運営されています。

⽬次
特集「グラフ理論・組合せ理論」
グラフ理論・組合せ理論への招待
細⽮治夫
数え上げの新⽅法（USCI法）の開発と化学への応⽤
藤⽥眞作
芳⾹族分⼦の安定性と磁性の統⼀的解釈
相原惇⼀
ゼオライト構造のトポロジー
佐藤満雄
Combinatorial Chemical Libraryについて
関⾕哲雄
CICSJ INDEX にもどる

内容
グラフ理論・組合せ理論への招待
お茶大・理

細矢治夫

１．はじめに⽇本に限らず、化学の世界でグラフ理論や組合せ理論をやっているというと、何か変⼈扱いをされることが多い。本号の特集は、そういう胡散臭い眼でグラフ理論を⾒ている⼈や、ちょっと⾯⽩そうな世界だけれど本当にそうなのかなと半信半疑でいる⼈に向けて⽴てられた企画である。与えられたべ－ジ数も限られているので結論から先に書こう。
無限ともいえる莫⼤な可能性をもつ物質の構造と性質の間をつなげる不思議なからくりを⾒抜
き、新しい物質を作りだすようなことは、化学者が最も得意とするところである。化学者は多くの実験事実をもとに、いわゆる化学的論理（chemical logic）に頼って問題を処理してしまう。もちろん最近は分⼦軌道法のような⼤道具も使われるが、その化学的論理を使う際の道具⽴ては簡単な化学構造式に過ぎない。化学以外の⼈間にはなかなか親しみ難いその構造式を巧みに操って結論を引き出してしまう。ここで化学者は、知らず知らずのうちに、組合せ理論やグラフ理論の考え⽅を実地に応⽤しているのである。化学のグローバルな理解にも、これらの理論の神鰭が使われている。
ところが多くの化学者は、⾃分のやっていることがグラフ理論や組合せ理論の応⽤であるとい
cicsj.chemistry.or.jp/13_5/13_5.html

1/19

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(5), Sep, 1995

うことに気がついていない。「私は数学は苦⼿です。式を⾒るとめまいがする。」と⾔っている
⼈がやっている化学的な情報処理が、数学というか、数理化学そのものの考え⽅であることが意外に多いのである。⼀般の化学者がそういう問題をもっと意識的に、またもっと系統的に数学的に整理することができていたならば、化学はもっと速い速度で進歩していたであろう。
そこで、このような学問体系や考え⽅を若い⼈の意識の中に浸透させるためには、どうすれば良いのだろうか。その⼀つの案として、⾼校や⼤学の初年級の化学教育の場において、化学の中の数理的問題の認識や、諸現象のグローバルな理解を助けるために、グラフ理論や組合せ理論の基礎のところだけでも⽣徒にキチンと教えることを提案したい。またこのような数学的なことに限らず、もっと物理や⽣物的な内容の教材も化学教育の中に取り込むべきものがいろいろあるであろう。こういう問題も含めて、化学のカリキュラムの建て直しが是⾮必要であると思う。

２．グラフ理論
そもそもグラフ理論で問題にされるグラフというのは何だろうか。ここでいうグラフとは、点(Vertices,V)と線(edges,E)の集合であって、棒グラフ、折れ線グラフ、円グラ フ等の図式とは関係がない。ところが、化学者が⾃家薬篭中のものとして使っている構造式は、それをちょっと変形するだけで、たちまちグラフ理論家の絶好のターゲットとなってしまう。特に炭化⽔素のように、炭素原⼦１種類からできている⾻格に炭素の原⼦価４を満⾜するように⽔素原⼦がぶら下がっているという分⼦の構造では、Ｃ原⼦＝点、ＣＣ結合＝線、という機械的な置き換えで、分⼦＝グラフという変換が完了してしまう。もちろんそれ以前に、少数の数学者がこの問題に注⽬していたのだが、化学者を⻑年悩ませていた異性体の数え上げの問題が数学的に⾮常に重要なものであると堂々と宣⾔したのが、今から６０年前の１９３６年のポリア(Polya)の論⽂である。1)
ポリアは飽和炭化⽔素の異性体や誘導体の数を、幾何学的な直観や「⽬の⼦算」に頼らずに代
数学的な計算によって求めることができるという、画期的な⽅法を考案した。彼の提出した数え上げ多項式とか、環指標という新しい概念は、置換群や組合せ理論の分野にも標準的な⼿法を提供して、それらの分野もグラフ理論と歩調を摘えて格段の進歩をとげることになった。
このポリアの論⽂の丁度 200年前の1736年に、オイラー(Euler)は有名なケ－ニヒスベルグの
７つの橋の問題を「グラフ理論的」に解いたのである。そして、科学史家達はこの年をもってグ
ラフ理論の誕⽣の年としている。この⻑い200 年の間にこの分野にはめぼしい発⾒や発展がほとんどなかった。これは、オイラーの⼀筆書きの定理が、単にパズル的な応⽤の価値しかないと多くの⼈に思われていたのが⼀つの⼤きな理由であろう。
さて、ポリアによって開花したグラフ理論と組合せ理論は、この後着実に成⻑して来たのだ
が、これらの数学が今⽇のように、⾃然科学だけでなく、⼈⽂社会の様々な分野からゲーム・パズルの領域にまで広く共通の⾔葉で語られ、かつ応⽤されるようになったのはハラリー(Harary)の業績である。即ち彼は1969年に名著「グラフ理論」を世に出して、この分野のプロパガンダ的な役割を果たした。2〕このように⾒てくると、グラフ理論の⼤きな貢献者は、オイラー、ポリア、ハラリーの３⼈ということができる。この３⼈に共適していることは、何れも純粋数学の畑で育ちながら、数学以外の分野にまで積極的に⼿を拡げて、しかもそれなりの収穫を得ていることであろう。オイラーの活躍した時代は、錬⾦術のレトルトの中から近代化学の種が昇華するはるか以前で、物理学者の⽬も天体の運動から地上の物にまだ移っていなかったので、残念ながら同時代の⾃然科学は彼の恩恵を受けることはできなかったのである。これが、オイラーの後を継ぐ仕事がなかなか出なかったもう⼀つの理由であろうか。ここでは、化学と関わりの⼤きいポリアの業績を簡単に紹介することにする。
cicsj.chemistry.or.jp/13_5/13_5.html

2/19

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(5), Sep, 1995

３．ポリアの⽅法
鎖式飽和炭化⽔素、即ちアルカンの異性体の数え上げについては、19世紀の化学者も⼤きな関
⼼をもっていた。炭素数ｎを使って異性体の数を表す⼀般式を求める試みがいろいろ出されたが、誰も成功しなかった。それは現在の数学の⼒をもってしても無理なことがわかっている。数学者ケイリー(Cayley)はかなり難解な⽅法だが、⺟関数という考え⽅を使って、ある程度の成功を収めた(1875)。3)この問題に決定的な解決を与えたのがポリアである。
彼は先ず、飽和１価の鎖式アルコール C_n H_2n+1O H の異性体の数 A_n を項 x^n の係数にもつ多項式
A＝1 + A_1 x + A_2 x^2 + A_3 x^3 + ...

が、A(x)＝1 + x[ {A(x)}^3 + 3 A(x)A(x^2)+ 2A(x^3)]/ 6という関係式を満たすことを発⾒し、A_n をｎの⼩さいほうから順に求めて⾏った(^はべき乗、_ は下付き添字)。次にそのアルコールを２つつなげるとアルカンになる。ポリアは分⼦の対称性が原因で⽣じる数え上げのダブりをうまく消す巧みな代数的操作を考えだした。これによって組合せ理論やグラフ理論という混沌とした新しい学問領域に、置換群や環指標という概念を導⼊し、標準的な⼿法を確⽴したため、この領域が⼤きく発展するようになったのである。5)なお、ドイツ語で100 べージ以上もあるポリアの⼤論⽂は、なかなか⼀般の⼈の⼿には負えないので、最近それを英語に訳した本が出版された。6)アルカンの異性体の数え上げ多項式の漸化式を導く
までのこの論⽂の構成は実に壮⼤である。発表後50年以上経ってから、多勢の⼈に理解されるよ
うに、翻訳され紹介されるような論⽂は滅多にないのである。

４．構造式の数学的意味
ポリアはこのように、構造式を簡略化して得た炭素原⼦⾻格のグラフのもつ数学的な性質を最⼤限活⽤した。このように不思議な⼒を待つ構造式は１９世紀の後半に、クーパー(Cooper)、ケクレ(Kekule)、ファント・ホッフ(Van't Hoﬀ)達の努⼒によってつくり上げられたものである。
ファント・ホッフとル・ベル(Le Bel)は独⽴に、メタンの４置換体CABDE が光学活性をもつためには、炭素原⼦の回りが正4⾯体になっていなければならない、という⼤胆ではあるが正しい推論を⾏った。平⾯的に描かれたメタンの構造式をまともに受け取ったら、こういう結論は出てこな
い。
更に、20世紀になったかならないかという時に、糖類の3次元的な⽴体構造をフィッシャーは紙とエンビツで解決してしまった。もちろん膨⼤な実験事実がその裏にあるわけだが、それらをもとに、炭素原⼦周りの4⾯体構造という仮説（現在の化学的⽴場から⾒れば）のもとで構造式のもつ数理を縦横に使った結果、最後に右か左のどちらかを選ばねばならなくなった。そのときフィッシャーは幸運にも、３次元的に正しい⽅向の札を偶然引き当てたのである。フィッシャーがやった⽴体構造についてのパズルのような推論の仕⽅は、グラフ理論の⼿法そのものである。
彼の推論のスキームは、漆原義之の「有機化学」7)にもそのエッセンスが紹介されてある。私も⾃分の先⽣の教科書に書かれている通りにその論理の筋道を知ることができた。ところが、私が今もっているその本のある部分にはハッキリと⾚線が引かれている。それは、アンダーライン
ではない。気に⼊らないから抹殺したのである。消されたところにはこう書いてある。「リンゴcicsj.chemistry.or.jp/13_5/13_5.html

3/19

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(5), Sep, 1995酸、乳酸、及び光学活性酒右酸のいずれでも、それぞれ１対の光学対掌体に対して１対の⽴体異性があるが、どちらの化合物がどちらの⽴体配置を実際もっているかは、化学では知る⽅法がない。これは化学では知る必要もないので、約束で任意にきめればよい。」折⾓数理化学的にきれいな論理の展開を紹介しているのに、この⼈は何を考えているのだろうかと、⾃分の先⽣ながら情けなくなったことを覚えている。これがある時期の化学者の⼀つの典型的なものの考え⽅だったのかも知れない。

５．サッカーボール
フィッシャーが物理化学的な武器も何もなく、実験結果を機道式とを突き合わせて格闘したのと同じようなシチュエーションが、１０年前のクロトー(Krotoy)とスモーリ－(smalley)の前にもひろがったのである。分光学的情報が全くなく、ただ質量分析からC60という分⼦式だけがヒン
トとして与えられた。実際どちらが先に思いついたかは永久に謎なのだが、２⼈はためらわずに
サッカーボール型の構造を主張したのである。8)
ケクレが思いついた、ベンゼンの２個の構造式。更に20世紀の前半に展開された量⼦⼒学の全く新しい学問体系。共鳴構造式の数え上げ。その数が多いほど、分⼦は安定化を強く受ける。このような論理から、ベンゼン系芳⾹族炭化⽔素の熱⼒学的安定性がケクレ構造式の数の⼤⼩と密接に関係してくると⾔われた。ベンゼン系芳⾹族炭化⽔素だけ、しかも異性体の間の⽐較というように条件を限れば、ケクレ構造式の数と分⼦の安定性とは⾮常に⾼い相関関係がある。グラフ
理論や組合せ理論の⽴場からも、この相関関係の原因はきれいに説明されている。しかし現代の
化学の教科書、特に有機化学の教科書の中で、ケクレ構造の重要性やそれに関する数学的にきれいなな関係などもがまともに取り上げられていないのは、極めて残念な話である。9)６．化学はグラフ理論の宝の⼭
クロトー等はＣ60から⼀気にサッカーボール、正式には切頭2 0⾯体、と結論付けてしまったが、実は分⼦式がＣ60で、５⾓形が12枚、６⾓形が20枚の多⾯体が1812種類も存在しうるのである。これは、いくつかの化学者のグループが競争して、最近やっとわかったことである。この問題を含めて、グラフ理論に関係する種々のグラフの数え上げの問題なども、王に化学者によって解決ないしは、それに近い状態に⾄ったのである。同様に、群の既約表現と指標表などのほとんどは物理学者と化学者の共同作業で作り上げたものである。20世紀も終りに近づいて、やっと化学の世界でもオイラーの御利益にあづかるようになったのはめでたい話である。分⼦設計、それも薬学の分野では、いわゆる構造活性相関(QSAR)が⼤きな話題になっている。化学の世界には、グラフ理論や組合せ理論のターゲットとなる問題が⾄る所に転がっている。化学はグラフ理論の宝の⼭である。
1)C.Polya,Acta Math.,68,145(1936). 2)F.Harary,Graph Theory, Addison-Wesley,Reading,MA(1969).邦訳、共⽴． 3)ビッグス、ロイド、ウィルソン、グラフ理論への道（⼀松、秋⼭、
恵羅訳）、地⼈書館(1986). 4)⺟関数については、C.L.リウ、組合せ数学⼊⾨ I, II（伊⾥訳）、共⽴（1972). 5)鐸⽊啓三、化学者のための数学、朝倉(1974). 6)G.Polya, R.C.Read,
CombinatoriaI Enumeration of Croups, Graphs,and Chemical Compounds, Springer, NewYork(1987). 7)漆原義之、有機化学（上・下）、岩波全書(1951). 8)「化学」別冊、フラーレンＣ60の化学、化学同⼈(1992). 9)E.Clar, The Aromatic Sextets, Wiley, London(1972).
cicsj.chemistry.or.jp/13_5/13_5.html

4/19

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(5), Sep, 1995

⽬次へ
数 え 上 げ の 新 方 法 （ USCI法 ） の 開 発 と 化 学 へ の 応 用
富士写真フイルム足柄研究所

藤田眞作

1 はじめに異性体の組み合わせ論的数え上げで取り扱う典型的な問題は，「基本となる⾻格の対称性（点群あるいは置換群）と置換原⼦種が与えられたときに, ある分⼦式に相当する異性体の個数を求める」というものにこでは，第1種の問題と略称）である．たとえば, ベンゼン環（点群ではD_6h、_は下付き添字）に塩素原⼦が置換するとき, ⼆置換体（分⼦式C_6 H_4 C_l2に相当）は何個存在するかというような問題である．この場合は，実際に書き出せば，簡単に3個（オルト，メタ, パラ）であると求まるので, こむずかしい数学的な取扱いをする必要はない．しかし, ⾻格が複雑になると⼿仕事では漏れがでてくるため, 組み合わせ論的数え上げの⼿法を使う必要がある．この種の問題を解くために使われてきたのは,Polyaの定理（Polya-Redﬁeldの定理ともいう）【1，2】やRead-Redﬁeldの重ね合わせ定理【3】である．1化学分野の異性体の数え上げの問題
で，これらの定理で直接的に解けるようなものは, 1980 年代の始めまでであらかた報告がでてしまった．その後の展開は，異性体の概念$ r広げる⽅向に進んでおり，
1．置換原⼦種の原⼦価に制限（原⼦価下限）を⼊れた問題【5】．
2．有機反応のグラフ表現（虚遷移構造）を新しく考案した上で, 有機反応を数え上げる問題【6】．原⼦種を与えることから結合種を与えることへの問題の観点の変更．
3．スペクトルの帰属への応⽤【7】．
4．異性化などの動的な事象の数え上げ【8】．
なとが代表的な成果である．
その⼀⽅で, 「基本となる⾻格の対称性（点群あるいは置換群）と置換原⼦種が与えられたときに，所与の分⼦式と対称性をもつ異性体の個数を求める」という問題（第2種の問題）が浮上してきた．この場合は, 異性体の対称性が数え上げの観点として追加されたため，Polyaの定理や重ね合わせ定理だけでは解けない. この種の問題の解決には, ⽰数表（mark table）を使う必要がある
ことが明らかにされた【9】．この⽅向では，両側剰余類（double cosets)と⽰数表を併⽤する⽅法【10】や重ね合わせ定理と⽰数表の併⽤【11】が報告されている．
筆者は, ⽰数表の概念をさらに発展させてUSCI（unit subduced cycle index）という概念を提案しており, 第2種の数え上げの問題の解決に有効であるだけでなく，⽴体化学を深く理解するためにも有効なことを明かにしている．詳しくは, 拙者【4】をみていただくとして, この⼩論では,「どんなことをしているのか, どんな意図があるのか」という紹介をしてみたい．

2 剰余類表現とその減縮例として, メタン（あるいはアダマンタン）の分⼦を考える．ご存じのように, これはTd点群に属する. この分⼦の⽔素原⼦（あるいは, アダマンタンの橋頭位の⽔素原⼦）に着⽬する．すな
わち，⽔素原⼦からH-C結合に向かって透視すると, メタン分⼦の姿は, C3v対称であるように⾒えてくる．「着⽬する」というのは, 数学的にごくごく単純化していうと, 「固定する」というこ
cicsj.chemistry.or.jp/13_5/13_5.html

5/19

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(5), Sep, 1995とである．その結果, 対称性がT_d点群からC_3vに下がったということができる(_は下付き添字を意味する)．いいかえると, メタンの⽔素原⼦の局部対称性（local symmetry）は, C_3vである．この事実は, 次の剰余類分解と対応している．
T_d = C_3v + C_3v C_2(1) + C_3v C_2(2) + C_3vC_2(3)（1）

ここに，C_2(1), C_2(2), C_2(3)は, 直交する ３本の⼆回回転操作である．この式の右辺に現れる4個の剰余類（cosets）は, Tdにの対称操作により変換し, 置換表現を作る．この置換表現を剰
余類表現（coset representation）といい, T_d(/C_3v)と書くことにする．
T_d(/C_3v) = {(1)(2)(3)(4), (12)(34), (13)(24), (14)(23),

・・・}

(2)

剰余類表現をT_d(/C_3v)表すのは, 筆者が提案した記号であるが, この記号によって,
1. これらの4個の剰余類と, メタンの等価な4個の⽔素原⼦とを対応していることを表せること
2．4個の⽔素原⼦の全体（軌道）と剰余類表現T_d(/C_3v)の対応を表せること
3．メタン分⼦の⼤城対称性（global symmetry）と⽔素原⼦の局部対称性と表せることなど, きわめて便利である．同じTd対称であるアダマンタンについて, 4種類の軌道と剰余類表現
を⽰す．

次に, これらの剰余類表現の減縮（subduction）を考える【12】．この計算には, ⽰数表（marktables）が必要であるが, ここでは, 直感的にわかる例によって計算なしで考えてみよう．たとえば, 式2の右辺から, C_2vに含まれるものだけを取り出す操作を, T_d(/C_3v)のC_2vへの減縮といい, T_d(/C_3v)↓C_2vと書くことにする．すなわち,
T_d(/C_3v)↓C_2v= {(1)(2)(3)(4), (14)(23), (1)(23)(4), (14)(2)(3)}(3)= {(1)(4)∥(2)(3), (14)∥(23), (1)(4)∥(23), (14)∥(2)(3)}(4)= C_2v(/C_s) + C_2v(/C'_s)(5)

この右辺3は, C_2vの置換表現とみることができるので, 式5と書き直せる．これは, 式3を式4のように考えると, ニ重縦捧で分離してあるように, C_2v(/C_s) = {(1)(4), (14), (1)(4), (14)}およびC_2v(/C'_s) = {(2)(3), (23), (23), (2)(3)}とに分離して取り扱えることを⽰す. このことを, 式5のように表すわけである.
式５から, USCI(unit subduced cycle index)を導⼊する．すなわち, C_2v(/C_s)から，要素の数の⽐をとると|C_2v|/|C_s| = 2となる. この整数を添え字として, 循環指標の変数s2で表す. 同様にC_2v(/C'_s)にもs_2を対応させる．そののち, 式5によって, 減縮T_d(/C3_v)↓C_2vに対して, s_22を対応させる. この変数をUSCI(unit subduced cycle index)と呼ぶ．
式５および対応するUSCI(s_22)をメタン分⼦に即して考えてみよう．すなわち, メタン分⼦は,対称性をC_2vに下げることによって, 4個の⽔素原⼦は2個ずつに分離することになる. USCIの変化で表すと, s_4 → s2_2となる．これは, メタンから⼆置換体（たとえば, ジクロルメタン
CH_2CL_2）が⽣ずるときの数学的な表現になっている．
cicsj.chemistry.or.jp/13_5/13_5.html

6/19

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(5), Sep, 1995

剰余類表現, 減縮, USCIは, 群に固有のものであるから, 群が与えられればあらかじめ計算しておくことができる．拙著【4】の付録に代表的な点群について表にしてあるので参照されたい．このように計算しておけば, メタンのような具体的な化合物についていちいち計算しなくともよいわけ
で,取扱いが簡単になる．
USCIは単独の軌道について求めた変数である．通常は複数の軌道が存在するので, それらを掛け合わせたSCI(subduced cycle index)を求めて, 数え上げの⽬的に⽤いる．メタンの場合は, 軌道
は1種類であったから, USCIとSCIが⼀致している．アダマンタンの場合, 含まれる⽔素原⼦を例にとると, 橋頭位の軌道(1)と架橋位の軌道(2)が存在する．それぞれに対応する剰余類表現
は,T_d(/C_3v)とT_d(/C_s)である．これらのC_2vへの減縮を考えて, それぞれのUSCIを計算す
ると, s2_2とs2_2s2_4になる．したがって, SCIはこれらを掛け合わせたもので, s4_2s2_4である．

3 USCI法による数え上げ
筆者は，第2種の数え上げを⾏う⽅法として, 次に⽰す4種類の⽅法を⾒いだしている．これらは,いずれもUSCIを基礎とする数え上げ法で, ⽬的に応じて使うことができる．
1．SCIによる⺟関数と⽰数表を⽤いる⽅法【12】2. PCI(partial cycle index)による⺟関数こよる⽅法【13】3．SCIの要素重ね合わせ(elementary superposition)と⽰数表を⽤いる⽅法【14】4．PCIの要素軍ね合わせによる⽅法【14】ここにPCI(partial cycle index)とは, ⽰数表の逆⾏列から導いた係数をSCIに掛けて⾜し合わせたものである．PCIは各部分群ごとに求めることができる．これら4⽅法を同じ問題に適⽤して⽐較検討したものを報告しているので，参照されたい【15】．

4 従来法との関係上で述べた従来の定理を, USCIから出発して証明することができる．すなわち,
1．USCIの概念から出発して, SCIを経由し，循環指標CI(cycle index)を導くことができる. これによって, Polyaの定理の別証が得られる【16】．第1種の数え上げが第2種の特別な場合であるから, この証明はUSCI法の特⾊をよく表している．
2．USCIの概念から出発して, SCIの要素重ね合わせ定理を証明した【14】．これを⽤いると,
Read-Redﬁeldの重ね合わせ定理の別証が得られる【14】．
これらの事実は, 従来の定理よりも, USCIの概念がより基本的・本質的なものであることを⽰唆する.
そのほか, 化学群論で多⽤される指標(character)と⽰数(mark)を統合したmarkaracterという概念を提案して, 数え上げに応⽤しているので, 参照されたい【17, 18】．

5 応⽤と展望
今までに得ている結果の中から, 今後さらに詳しい議論が必要なものさらに発展が期待できるものを次にあげる．
cicsj.chemistry.or.jp/13_5/13_5.html

7/19

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(5), Sep, 1995

1．USCIに基づく4⽅法によって, 第2種の数え上げが組織的に⾏えるようになった．この⽅法のポイントは, ⽰数表とUSCI表であり, 複雑な点群についても今後計算する必要がある．
2．剰余類表現の記号G(/H)において, Gがアキラルな点群で,Hがキラルな点群の場合は, プロキラ
リティー(prochirality)が発現する【19】．これは, キラルな置換基を考えたときの数え上げに必要であり, 詳しく論じているが, さらに考察を進める必要かある．
3．筆者は，キラリティーに類する概念として，クロナリティ(chronality)という概念を提案している【20, 21】．シクロヘキサンの椅⼦形相互の反転に関して, この概念が有効に使えることを論じている．これにより, シクロヘキサンの置換異性体を合理的に分類し, 教え上げることができるようになった．分⼦の動的な挙動を含めた数え上げの可能性を探る⽅向は, 今後とも有⼒な分野となろう．
4．虚遷移構造の定式化によって, 反応に関して, 第1種の数え上げを⾏えることを⽰したが, 当然のことながら第2種の数え上げもUSCI法により解決することができる【22】．さらに, 反応の種類を広げて考察する必要があろう.
(注1)Polyaの定潮こついては, 拙著【4】の第13章に初歩的な説明があるので参照されたい．
Read-Redﬁeldの重ね合わせ定理については, よい参考書がないようである．

参考⽂献【1】G. Polya and R. C. Read, “Combinatorial Enumeration of Groups, Graphs, andChemical Com-pounds,”Springer-Verlag, New York(1987).
【2】G. Polya，Acta Math., 68, 145-254(1937)．
【3】R. C. Read, J. London Math. Soc., 34, 417-436(1959).
【4】S. Fujita, “Symmetry and Combinatorial Enumeration in Chemistry,” SpringerVerlag, Berlin-Heidelberg(1991)．
【5】S. Fujita, Bull. Chem. Soc. Jpn., 61, 4189-5206(1988).
【6】S. Fujita, J. Chem. Inf. Comput. Sci., 26, 205-212(1986).
【7】K. Balasubramanian, Chem. Rev., 85, 599-618(1985).
【8】I. Ugi, J. Bungundji, R. Kopp, and D. Marquarding, “Perspectives in Theoretical
Stereochemistry,”Vol. 36 of Lecture Notes in Chemistry, Springer-Verlag,
Heidelbelg(1984).
【9】W. Hasselbarth, Theor. Chim. Acta, 67, 339-367(1985).
【10】C. A. Mead, J. Amer. Chem. Soc., 109, 2130-2137(1987)．
【11】E. K. Lloyd, J. Math. Chem., 11, 207-222(1992).
【12】S. Fujita, Theor. Chim. Acta, 76, 247-268(1989)．
【13】S. Fujita, Bull. Chem. Soc. Jpn., 63, 2770-2775(1990).
【14】S. Fujita, Theor. Chim. Acta, 82, 473-498(1992)．
【15】S. Fujita, J. Math. Chem., 12, 173-195(1993).
【16】S. Fujita, J. Math. Chem., 5, 99-120(1990).
【17】S. Fujita, Theor. Chem. Acta, 91, 291-314(1995).
【18】S. Fujita, Theor. Chem. Acta, 91, 315-332(1995).
【19】S. Fujita, J. Am. Chem. Soc., 112, 3390-3397(1990)．
【20】S. Fujita, Bull. Chem. Soc. Jpn., 67, 2927-2934(1994).
cicsj.chemistry.or.jp/13_5/13_5.html

8/19

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(5), Sep, 1995

【21】S. Fujita, Bull. Chem. Soc. Jpn., 67, 2935-2948(1994).
【22】S. Fujita, J. Math. Chem., 7, 111-133(1991).
⽬次へ
芳香族分子の安定性と磁性の統一的解釈
静岡大学理学部

相原惇一

1．はじめにベンゼンのような芳⾹族分⼦は、不飽和結合があるにもかかわらず、反応性に乏しい。じつさい、芳⾹族分⼦には、環状共役に伴う余分の熱⼒学的安定性があり、分⼦を構成する各π結合は、鎖状ポリエンのそれよりもいくぶん強固である。また、芳⾹族分⼦は、同程度の⼤きさの鎖状ポリエンより⼤きな反磁性磁化率を⽰す。しかし、⽐較的最近まで、環状共役分⼦の熱⼒学的安定性と反磁性磁化率の関係は不明であった。芳⾹族性が関わるこの種の問題は、ヒュッケル分⼦軌
道法のクラフ理論的考察によって解決できる。特に、Coulsonらが発⾒し、細⽮治夫⽒（お茶⼤理）らが再発⾒した特性多項式の組⽴律は有⼒な⼿がかりとなる【1-3】。

2．特性多項式の組⽴律

例として、ナフタレンC10H8について考えてみよう。細⽮⽒の組⽴律【2】にしたが うと、ナフ
タレンの永年⾏列式を展開して得られる特性多項式PG(X)は、次のように 表される。

RG(X)はナフタレンの分⼦グラフG（図1）のマッチング多項式、RG-C1(X)はGから⼀⽅の6員環（C1、サーキット1）を除いた残りの部分（G-C1、ブタジエンの分⼦グラフに相当）のマッチン
グ多項式、RG-C2(X)はGから他⽅の6員環（C2、サーキット2）を除いた残りの部分（G-C2、ブタジエンの分⼦グラフに相当）のマッチング多項式、RG-C3(X)はGから周辺の10員環（C3、サーキット3）を除いた残りの部分（G-C3、すなわちゼロクラフ）のマツチング多項式である。これからわかるように、特性多項式は、分⼦グラフGの中のすべての環状経路（サーキット）に着⽬
して、順次、Gからそのうちの1つを取り除き、残りの部分のマッチンク多項式を求めるという⽅式で得られる。もう少し複雑な分⼦になると、2個以上のサーキットが同時に寄与する補正項が加わる【2】。
任意の分⼦グラフGに対するマッチング多項式は次式で定義される。

cicsj.chemistry.or.jp/13_5/13_5.html

9/19

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(5), Sep, 1995

この式で、NはGを構成する炭素原⼦の数、akは、Gからk個の互いに隣り合わないπ結合を取り出す⽅法の数を表す。

3．トポロジー的共鳴エネルギー式（1）において、マッチング多項式RG(X)は、特性多項式PG(X)の中の、環状構造とは関係しない部分を表す。したかつて、⽅程式RG(X) = 0の根は、π軌道エネルギーの、環状構造に依存しない部分を表すことになる【4-7】。そこで、⽅程式RG(X) = 0の根を加算して得られる実際の全π結合エネルギーと、RG(X) = 0の根を加算して得られる、環状構造から寄与を⽋く全π結合エネ
ルギーとの差を、その分⼦の環状構造に由来する安定化エネルギーと⾒なすことにする【4-7】。
この解釈は、トポロジカルインデックスにもとづく芳⾹族性の考察【8-9】と⽭盾しない。こうして求めた安定化エネルギーを、世間では、トポロジー的共鳴エネルギー（TRE）とよんでいる。
鎖状ポリ⼯ンでは、特性多項式がマツチング多項式に等しいので、そのTREは0である。したがって、ナフタレンのような環状共役分⼦でも、もし環状共役による特別の安定化がなけれは、その特性多項式はマッチング多項式に等しくなるはずである。このような視点から、環状共役分⼦のマッチング多項式 RG(X)を、環状共役系でありながら鎖状ポリ⼯ンの性質をもつ仮想的な構
造、すなわち参照ポリ⼯ン構造の特性多項式と⾒なすことができる。
ナフタレンとその参照ポリ⼯ン構造に対する特性⽅程式PG(X) = 0とRG(X) = 0から得られる両構造のπ軌道エネルギーを図2に⽰す。βの係数が、これらの⽅程式の根を表す。実際の分⼦のπ軌道エネルギーは、永年⾏列式から得られるので、TREを計算するだけであれは、特性多項式
PG(X)を求める必要はない。ナフタレンでは、すべてのサーキットが分⼦の安定化に寄与し、そのTREは⼤きな正の値（0.389|β|）となる。

⼀般に、ナフタレンのように、正の⼤きなTREをもつ分⼦は、安定でこわれに＜い。また、TREが負の分⼦は、不安定でこわれやすく、合成が困
難なことが多い。このように、TREが環状共役分⼦の安定性のよい指標となることから、TREが正の分⼦を芳⾹族分⼦、負の値の分⼦を反芳⾹族分⼦と定義することができる【4-7】。ベンゼン（TRE = 0.273|β|）は典型的な芳⾹族分⼦であり、シクロフタジエン（TRE = -1.226|β|）は典型的な反芳⾹族分⼦である。

4．磁場の中の芳⾹族分⼦
cicsj.chemistry.or.jp/13_5/13_5.html

10/19

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(5), Sep, 1995

次に、ナフタレン分⼦を磁場Hの中に置くことにする。この分⼦の、磁場に依存する永年⾏列式を展開すると、次式のような多項式が得られ、式（1）ときわめてよく似ていることがわかる【10-14】。

すなわち、式（1）の各サーキットに由来する部分に、磁場に依存する余弦（コサイン）関数のウ
エイトを与えるだけで、磁場に依存する特性多項式が得られる。余弦関数の中のS1〜S3は各サーキットの⾯積、eは電気素量、hはプランクの定数、cは光の速度を表す。
それでは、ながらく懸案だった環状共役分⼦のエネルギーと反磁性の関係を調べてみよう。まず、式（1）と式（3）との⽐較から、環状共役分⼦独特の磁気性質も、その独特の安定性と同様に、分⼦内の環状構造と関係していることがわかる。分⼦に磁場が加わると、各余弦関数の値は1よりやや⼩さくなり、全π結合エネルギーに対する各サーキットの寄与はすこし⼩さくなる。ナフ
タレンのように、TREが正の芳⾹族分⼦では、⼤部分のサーキットが分⼦の安定化に寄与するので、磁場によってそのウエイトが⼩さくなると、分⼦全体の安定性はやや低下する。したがつて、エネルギー的に安定な芳⾹族分⼦ほど、磁場の中で不安定化する程度は⼤きい。
⼀股に、磁場の中で不安定化する物質を反磁性物質といい、反磁性磁化率は、反磁性物質が磁場の中で不安定化する程度を表す。それゆえ、エネルギー的に安定な芳⾹族分⼦ほど、反磁性磁化率は⼤きいことになる【10-14】。以上の議論から明らかなように、芳⾹族分⼦の⼤きな安定性も⼤きな反磁性も、π電⼦が各サーキットに沿って環状運動することと関係している。ただし、式（3）に現れる余弦関数の値は、磁場の強さのみならずサーキットの⾯積にも依存するので、π電⼦に由来するエネルギー的安定化と反磁性磁化率の間には⽐例関係はない。これで、芳⾹族分⼦のエネルギーと磁性の関係の⼤枠は理解していただけたと思う。

5．おわりに以上紹介したように、ヒュッケル分⼦軌道法にグラフ理論的解釈を施すと、Kekule以来、未解決であった芳⾹族分⼦のエネルギー的安定性の起源や、安定化エネルギーと⼤きな反磁性磁化率との関係を難なく説明できる。このような問題は、最新の ad initio 分⼦軌道法を⽤いても、⾼速のスーパーコンピュ－⼣を駆使しても、解き得ない問題である。化学の世界では、グラフ理論は汎⽤性のある⽅法論とはいえないが、グラフ理論的考察によらなければ解けない問題があることは興味深い。参考までに、マッチング多項式を求めるプロクラムは、いくつか公表されている【15-17】。

参書⽂献【1】ドーデル・ルフェ－ヴル・モーザ－共著・⼤⿅譲ほか訳「量⼦化学（下） 」
吉岡書店（原著1959年刊）, 巻末付録I．
【2】H.Hosoya, Theor. Chim. Acta, 25, 215(1972)．
【3】A. Graovac, I. Gutman, N. Trinajstic, and T. Zivkovic, Theor. Chim. Acta, 26,
67(1972).
【4】J. Aihara, J. Am. Chem. Soc., 98, 2750(1976)．
cicsj.chemistry.or.jp/13_5/13_5.html

11/19

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(5), Sep, 1995

【5】I. Gutman, M. Milun, and N. Trinajstic, J. Am. Chem. Soc., 99, 1692(1977)．
【6】相原惇⼀, 化学と⼯業，42，993(1989)．
【7】相原惇⼀, 化学, 49, 415(1994)．
【8】H.Hosoya, K. Hosoi, and I. Gutman, Theor. Chim. Acta, 38, 37(1975)．
【9】J. Aihara, J. Org. Chem., 41, 2488(1976).
【10】J. Aihara, J. Am. Chem. Soc., 101, 558(1979).
【11】J. Aihara, J. Am. Chem. Soc., 101, 5913(1979).
【12】J. Aihara, J. Am. Chem. Soc., 103, 5704(1981).
【13】J. Aihara, J. Am. Chem. Soc., 107, 298(1985).
【14】J. Aihara, Pure Appl. Chem., 54, 1115(1982).
【15】B. Mohar and N. Trinajstic, J. Comput. Chem., 3, 28(1982).
【16】岡修, ⾼嶋洋, 相原惇⼀，化学，40(1)，巻末付録(1985).
【17】R. Ramaraj and K. Balasubramanian, J. Comput. Chem., 6, 122(1985).
⽬次へ
ゼオライト構造のトポロジー
群馬大学工学部

佐藤満雄

1．はじめにゼオライトという⾔葉がポピュラーになり構造中にケージやチャネルを含むものの総称名として広く⽤いられてきていますが、もともとはシリカグループ、⻑⽯グループ、準⻑⽯グループなどと共にテクトけい酸塩を構成する⼀グループ名です。構造的にはいずれもTiO4(T = Si, Al)四⾯
体が4頂点を全て共有してつくりあげた無限三次元フレームワークから構成されているものです。
これらの構造はＸ線回折法が使われ始めた時から結晶学者の注⽬をひき、著名なBragg卿やPauling博⼠などもその解析に積極的に取りくんだ化合物の⼀つです。様々な構造が明らかになるにつれて、それらの構成原理を解明しようという試みがでるのは当然で、この問題はすでにその当時から始まっております。その後、現在にいたるまで、ゼオライトの構造原理あるいはトポロ
ジカルな特性を統⼀的に記述する試みが種々⾏われて来ましたが、これと⾔って決定的なものはありません。以下に述べますことは数学の専⾨の⽅からみれば全く他愛のない話かもしれません
が、これを機会に貴重な助⾔を頂けますなら幸い。

2．同⼼クラスターと次数系列1)
グラフ論的にゼオライトフレームワークは個々のT原⼦をノード、T原⼦とT原⼦の結合線をエッジとする4結合ネットワーといえます。しかし、有限サイズの分⼦と異なり無限性もまたフレー
ムワークの重要な特徴です。この無限性が問題を複雑にしている最⼤の原因です。この困難性を克服する⼀つの⽅法として同⼼クラスターの概念を導⼊します。同⼼クラスターとはフレームワ
ーク上の任意のノードを原点として、それから同⼼円的に拡⼤する⼀連のクラスターを指し、これらクラスターのトポロジカルな特性から⺟体であるフレームワークの特性を探ろうというものです。0次のクラスターはフレームワークを構成するノードそのものです。1次のクラスターは中⼼ノードとそれにステップ１で隣接するノード4個とそれらを結合する4本のエッジです。0次と1次クラスターはテクトけい酸塩の最⼩基本単位でありフレームワ－クの種類に関係なくどんなも
cicsj.chemistry.or.jp/13_5/13_5.html

12/19

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(5), Sep, 1995のにでも存在します。しかし、2次、3次になりますと多様なクラスターが出現します。幾つかの例を図1に⽰します。トポロジカルデイスタンスを順次拡⼤しますとより広いフレームワー% /をカバー出来ます。三次元フレームワークの結合特性は⼀連のこのような同⼼クラスター上に反映されております。これらクラスターグラフを系統的に誘導し、相互関係を明かにするためには数量化が必要です。幸い同⼼クラスターの結合特性は再外側のノード（フロントノード）の原⼦価に現れていますので、これらを価数毎にまとめて（m1, m2, m3, m4)として表⽰します。m1は原⼦価が1のノード数、m2は原⼦価が2のノード数です。これらフロントノード数を次数、この集合を次数系列と呼びます。図1の( )にそれらを⽰します。これを⽤いますとフレームワークの特徴を数量的に表現することができます。例えば、ANA（アナルサイム）は（4,0,0,0）,（8,2,0,0）,（16,6,0,0）,.., LAU（ローモンタイト）は（4,0,0,0）,（8,2,0,0）,（11,7,1,0）..となり、両者は第3ステップにおいて構造的に分化していることがわかります。
FAU（フオージャサイト）はこれらのグループと第2ステップにおいて既に分化していることは明かです。これら⼀連の次数系列を配位次数系列（ �衷闥粡釶�闔 偵苒繞 嚆⾽緕竇挫柘）と名付けます。ところで次数系列と配位次数系列はフレームワーク構造が与えられれば容易に求められますが、⾮経験的にも導くことが可能です。フレームワークのトポロジカルな相互関係や未知の構造を予測する上ではむしろその⽅が重要です。フロントノードの結合関係とフロントノード
次数の間の関係を定式化しますと同⼼クラスターに許される全ての次数系列を系統的に全て求めることができます。また、整合関係にある配位次数系列も系統的に誘導することができます。この結果を利⽤し、既存の三次元フレームワークのみならず、これから新しく報告されるであろう
未知のフレームワークも全てこれら配位次数系列のいずれかに帰属させることが出来ます。

3．最⼤隣接マトリクス法によるクラスターの誘導2)2次の次数系列として869種を上で数え上げましたが、これはクラスターそのもののの数ではありません。与えられた次数系列に対していくつかの可能なクラスターが可能です。現在筆者が採⽤している⽅法は最⼤隣接マトリクス法です。これはもともとHendricksonが分⼦グラフへのナ
cicsj.chemistry.or.jp/13_5/13_5.html

13/19

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(5), Sep, 1995

ンバリングとして提案した⽅法です。この⽅法は分⼦構造の隣接マトリクスにおいて、2進表⽰された右上三⾓⾏列の配列要素並びを⾏に沿って最⼤にするようにナンバリングする⽅法です。これを⽤いて同⼼クラスターを誘導する際にはトポロジカルな特性を付与する必要があります。次
数系列(8, 3, 0, 0, )にこの⽅法を適⽤した例を図2に⽰す。これら6種はトポロジカルに全て異なることは明かです。3次のクラスターは2次のクラスターをベースとして同様に誘導することが可能ですが、取り扱うマトリクス次元がn次のクラスターに対してΣ4*3(n-1)と⼤きくなりますので容易ではありません。

4．ハミルトングラフ3)
ゼオライトは結晶体であり、その無限三次元フレームワークは並進対称性により律せられています。並進対称性の基本は単位格⼦です。単位格⼦に含まれるT原⼦の数は最少5から最⼤672までの範囲にあります。これらのT原⼦についてハミルトングラフとしての結合関係を調べてみますとノード数が36までのもの、34種は全てこの条件を満⾜することがわかりました。ハミルトング
ラフとはグラフ上の⼀点から出発して同⼀の点を2度通らずにもとの点にもどることの出来る経路が存在するグラフです。これを調べるアルゴリズムは既に確⽴されておりますがノード数36以上のものについてはコンピュータ探索そのものに時間かかるため⾏っておりません。フレームワー
クがハミルトン性を満⾜するということは複雑な三次元フレームワークを2次元の円グラフとして表現できることです。1例としてSOD(ソーダライト)を図3に⽰します。ところで、このゼオライ
ト系ハミルトングラフはもう⼀つの特徴を持っています。それは円周上の全てのノードの原⼦価は4であり、その中の2個はハミルトンパスを構成するのに⽤いられますので; Dりのフリーな価数は全て2です。としますと、これらは次数が2の正則グラフを構成し、これらの間には必ずループが存在することになります。ノード数が5の可能なループを図4に⽰します。ループで結ばれたノードはグループをつくりますが、これらを記号で図の下に⽰しました。この表現は置換群操作の表現と全く同様であり、これを利⽤すれば可能なループは群表現的に求められることになります。n個の元からなる集合の置換操作はそれらの対称群を構成し、その数はn!ですが、この中から⾃分⾃⾝へのループを含むものをとり除けばよいことになります。既存のフレームワークのみな

cicsj.chemistry.or.jp/13_5/13_5.html

14/19

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(5), Sep, 1995

らず未知のフレームワークもすべてこれらハミルトングラフに含まれます。

5．おわりにゼオライトフレームワーク中に存在するケージやチャネルの形、サイズ、組み合わせなどはゼオライトの物理的化学的特性を理解する上で重要です。上に述べた⽅法では未だこの問題との関連が未解決です。この問題は現在進⾏中であり、いずれ稿を改めて発表する予定です。

参考⽂献(1)M. Sato, J. Phys. Chemistry, 91, 4675(1987)(2)佐藤満雄、第10回情報化学討論会講演要旨集、8131(1987)(3)M. Sato, J. Math. Chemistry, 7, 341(1991)
⽬次へ
Combinatorial Chemical Libraryに つ い て
三菱化学（株）横浜総合研究所

関谷

哲雄

1、はじめに新薬創製の第1歩はリード化合物の発⾒である。従来よりランダムスクリーニングはリード化合物
発⾒の⽅法として重⽤な位置を占めて来た。欧⽶の⼤製薬企業では数⼗万の化合物ライブラリーを保有し、新規テーマのスタート時、これらライブラリーの⼤規模なスクリーニングをおこなう。最近このランダムスクリーングという⾔葉に代わってHigh Throughput Screeningという⽤語がしばしば使われる。そこにはランダムから想起される⼒仕事だけではない⼯夫の⼊ったニュ
アンスが漂う。ランダムスクリーニングがどのような変⾝をしているのであろうか。High
Throughput Screeningとは迅速⼤量処理可能な評価系と、ロポットシステム導⼊などにより、リード化合物の早期発⾒を⽬指ざす⽅法である。評価すべき化合物（ライブラリー）について
cicsj.chemistry.or.jp/13_5/13_5.html

15/19

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(5), Sep, 1995

は、従来からのライブラリーの利⽤に加え、Combinatorial Chemical Library(CCL)の利⽤が往⽬されている。1-3)CCLは⽂字通り組合わせによる化合物のライブラリーで、代表的な化合物はべブチドである。

2、ベブチドライブラリー

ベブチドは天然のアミノ酸20種を使った場合その組み合わせによりテトタマーで16万種、ベンタ
マーで320万種の化合物を作ることが出来る。抗原抗体反応にみるとおりベブチドオリゴマーは⽣体分⼦と相互作⽤可能なあらゆる構造を⽤意していると思われる。べブチド合成は、Meriﬁeld
以来の⾃動合成技術があり、ライブラリー調製には主にエピトープ解析の為に発達した同時多種合成法であるMultipin法、Teg-Bag法、Split/Pool法などが適⽤される。Split/Pool法では図1に⽰すようにコンポーネントの結合反応ごとに分離と混合を繰り返す。コンポーネントの数をXとするとnX回の合成操作でXn種類の化合物を合成することが出来る。4)このように固相合成された混合物ライブラリー（ただし、同⼀担体には同⼀べブチド）は、ターゲット蛋⽩に接触させることによりそのまま⽣物評価に⽤いることができる。すなわちターゲット蛋⽩と結合したべブチド担体（ビーズ）をあらかじめ蛋⽩に結合された蛍光物質などの⽬印をたよりに担体ごとつまみ出し、
ついでべブチドを担体から切出し配列をアミノ酸配列分析計で決める。このようにして �碓万以上の化合物のライブラリーからターゲット蛋⽩と親和性の⾼いべブチドを1度のスクリーニングで発⾒することができる。
また担体から切り離したべブチドをライブラリーとして利⽤することもできる。切り離されたべブチドは通常の化合物と同様に扱うことができ種々のスクリーニング法に適⽤可能となる。しかし、組み合わせによる化合物の数は膨⼤でHigh Throughput Screeningといってもスクリーニン
グは困難になる。このため⽣物活性の評価を⼯夫した種々のアイデアが報告されている。たとえば⼀部の構成アミノ酸配列は明らかで他はランダムな配列のべプチドを⽤意し、スクリーニングと合成を繰り返しながら活性に必要な配列を明らかにする「コロンブスの卵」のような⽅法が1991年にNature誌上に提案された。5)この⽅法は評価結果をみながら何度か繰り返し合成する必要があるが評価回数に⽐べれば膨⼤な種類の化合物を検討することが出来る。
cicsj.chemistry.or.jp/13_5/13_5.html

16/19

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(5), Sep, 1995

また半導体製造技術を応⽤したハイテク⼿法も報告されている。固相合成の⼀種で担体上（この場合担体はプレート）に番地の明らかな微⼩区分を設定し、それぞれの区分に構造の分かったべ
ブチドを合成する。1cm四⽅に約40000種類のべプチドを合成する事が出来る。合成にあたり光感受性保護基を⽤い、光リソグラフィー技術を応⽤してその除去を制御し配列構造をコントロー
ルしている。スクリーニングは、ターゲット蛋⽩とライブラリーの乗ったプレートを接触させ、蛋⽩と結合した微⼩区分はレーザー光をあて番地を読み取る。合成時に記録した番地と構造のテーブルからそのパブチド構造を知ることができる。6) このほか⽣物的⽅法としてファージに合成
ボリヌクレオシチドを組み込み、ファージの表⾯蛋⽩に発現させライブラリーとして利⽤する⽅法も⾏われている。評価はターゲット蛋⽩に結合したファージを取り出しその遺伝⼦を解析する
ことにより配列を決めることが出来る。
このようにして得られるリード化合物は当然べブチドで、経⼝吸収性、持続性などの問題をもちノンベブチド化のステップが必要である。べブチドCCLの持つこのような課題を解決するため、
CCLは早くも第2世代へ展開している。

3、ノンブブチドライブラリー
Chiron社はPeptoidと呼ばれるN置換グリシンオリゴマーを開発した。Peptoidは不⻫中⼼をもたず、またアミド結合は2級で切れにくいという特徴をもち、N置換基を⼯夫することによりべブチドと同等以上の分⼦多様性をもつ。応⽤例として7回膜貫通型受容体阻害薬のαアドレナリン受容体阻害薬CHIR4535(Ki=5nM)や、μーオピオイド受容体阻害薬CHIR4535(Ki=6nM)が得られた
ことが昨年報告されている。7)また複素環化合物の合成も固相合成の対象とされペンゾジアゼビ
ン誘導体(1)、ヒダントイン誘導体(2)、ジケトピベラジン誘導体(3)などのCCLも報告されてCCLの広がりを⾒せている。1,3)しかし、これらのCCLではベブチドライブラリーとは異なり化合物の確認が問題となる。解決法としては反応⼿順を記述するタグを担体に都度結合させる⽅法がとられる。タグとしては、ベブチド、オリゴヌクレチド、揮発性のハロアロマチック化合物などが提案されている。タグとしてのオリゴヌクレオチドは⾃然界でアミノ酸をコードしているトリプ
レットコードを離れて⼈⼯的に任意に記号化することができる。検出には担体か ら切り離したオ
リゴヌケレオチドをPCRで増幅し配列解析して、担体上のもとの化合物を特定する。8)ハロアロ
マチック誘導体を⽤いるタグでは、いく種類かの誘導体を⽤意し個々のタグ化合物の有無を2進法の数字として記号化している。タグ化合物の検出は⾼感度のガスクロマトグラフィ⼀で⾏っている。9) 固相合成法はこれまでべブチドやオリゴヌクレチドなどの鎖状の化合物の合成法として発達したが、CCLという新しい⽬的を得てこれまで液相中でおこなわれてきた有機反応の固相反応

cicsj.chemistry.or.jp/13_5/13_5.html

17/19

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(5), Sep, 1995

への展開がどこまで広がりをみせるか今後が期待される。

4、CCLの将来展望
最近、欧⽶の⼤製薬企業が相次いでCCLの有⼒なべンチャーを⾼額(たとえば、CibaはChironを
21億ドル、GlaxoはAﬃmaxを5.3億ドル)で買収あるいは資本参加した。10) CCLはリードディス
カバリーの重要な⼿法として認知されたようである。CCLの進展には合成技術の上述のような進歩が必要であると同時に、ライブラリーの設計問題や、多量の活性データ活⽤のためのシステム開発など計算科学上の問題も解決されていく必要がある。たとえば設計されたライブラリーはターゲット分⼦に対し⼗分な分⼦多様性(Molecular Diversity)を持っているかという評価は⼤事であると思われる。そのためのパラメーターとしては化合物の物理化学的性質、構造上の特徴などが考えられている。これらはかつて構造活性相関におけるパターン認識の問題として議論されたことがある。CCLという新しい概念の出現により新たな展開があるのであろうか。またライブラリー設計にあたりターゲット蛋⽩の構造が既知の場合、蛋⽩の構造に相補的なコンポーネントをいくつか想定しこれらの組み合わせによりCCLを調製するという考え⽅も提案されている! #これまでHigh Throughput Screeningとは対局にあるとおもわれたStructure Based Drug DesignがCCLという新しい概念の進展にともない融合しようとしている。計算科学の分野から⾒ても動きの速い興味深い時期にさしかかっているといえる。

参考⽂献
1) M. A. Gallop, R. W. Barrett, W. J. Dower, S. P. A. Fodor, and E. M. Gordon, J. Med.
Chem., 1994, 37, 1233
2) E. M. Gordon, R. W. Barrett, W. J. Dower, S. P. A. Fodor, M. A. Gallop, J. Med. Chem.,
1994, 37, 1385
3) N. K. Terrett, M. Gardner, D. W. Gordon, R. J. Kobylecki, and J. Steele, Tetrahedron,
1995, 51, 8135
4) K. S. Lam, S. E. Salmon, E. M. Hersh, V. J. Hruby, W. M. Kazmierski, and R. J. Knapp,
Nature, 1991, 354, 84
5) R. A. Houghten, C. Pinilla, S. E. Blondelle, J. R. Appel, C. T. Dooley, and J. H. Cuerve,
Nature 1991, 354, 84
6) S. P. A. Fodor, J. L. Read, M. C. Pirrung, L. Stryer, A. T. Lu, and D. Solas, Science,
cicsj.chemistry.or.jp/13_5/13_5.html

18/19

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(5), Sep, 1995

1991,251,767
7) R. N. Zuckermann, E. J. Martin, D. C. Spellmeyer, G. B. Stauber, K. R. Shoemaker, J.
M. Kerr, G. M. Figliozzi, D. A. Goﬀ, M. A. Siani, R. J. Simon, S. C. Banvile, E. G. Brown, L.
Wang, L. S. Richter, W. H. Moos, J. Med. Chem., 1994, 37, 2678
8) S. Brenner and W. C. Still, J. Am. Chem. Soc., 1994, 116, 373
9) A. Borchardt and W. C. Still, J. Am. Chem. Soc., 1994, 116, 373
10) D. Rotman, Chem. Week, June 28, 1995, 17
⽬次へ

cicsj.chemistry.or.jp/13_5/13_5.html

19/19

2020/12/15

CICSJ Bulletin 13(6), Nov, 1995

CICSJ Bulletin Vol.13, No.6, November, 1995
このページは「⽇本化学会・情報化学部会」の責任において運営されています。

⽬次
特集︓実験化学の視点から⾒た情報化学
情報化学／計算機化学は実験化学を⽀援できたか・・・・・⾼⽊達也
実験化学の視点から⾒た情報化学・・・・・・・・・・・・⼩⽐賀 聡
創薬研究に計算化学は役⽴つか︖・・・・・・・・・・・・⽥中 明⼈
⼀企業研究者から⾒た実験化学と情報化学の接点・・・・・三⼾ 邦郎
分⼦構造から発癌の秘密をさぐる---化学発癌とホルモン発癌のはざま--・・・・・児⽟ 晶彦
溶液反応論の視点からながめた計算機化学・・・・・・・・近藤

秦彦

部会⾏事
第7回ケモメトリックスワークショップ

関連記事
量⼦有機化学研究会の発⾜の経緯
量⼦有機化学シンポジウム
CICSJ INDEX にもどる

cicsj.chemistry.or.jp/13_6/13_6.html

1/1

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp1-4

特集︓実験化学の視点から⾒た情報化学☆情報化学／計算機化学は実験化学を⽀援できたか
⼤阪⼤学 遺伝情報実験施設
⾼⽊ 達也(TAKAGI, Tatsuya)satan@gen-info.osaka-u.ac.jp

いきなり私事で恐縮ですが、私が⼤学の４回⽣で初めて研究室（講座）に配属された のは、
1978年、今から17年前のことになります。当時の研究対象は⾮⽔溶媒中の錯形成 反応で、紫外可視分光光度計や核磁気共鳴装置を⽤いて微妙なスペクトルの変化を追い、 錯形成定数やそれに伴う熱⼒学的諸量を求めていました。それ以来、⼤ざっぱに⾔えば、 研究者の隅っこに位置させて頂いてからの約半分弱の期間の研究対象が実験化学を主と したもので、残りが情報化学／計算機化学（以下、「情報化学」で代表させて頂きま す）あるいは⽣物情報学（Bioinformatics）を主としたものであったことになります。 実は、⾃らの研究成果を振り返ってみるに残念なこと
は、⾃ら⼿を下して実験した成果 の⼤半は、少なくともリアルタイムでは、満⾜な意味で、情報
化学によって⽀援するこ とができなかったことです。
例えば、⾮⽔溶媒中における⾦属塩化物とo-キノン類のキレート形成反応では、溶媒 によって錯形成定数の序列が異なるという結果1)より、誘電率のような定数だけでは説 明できない特異的
溶媒和があるものと考え、実証を試みようとしました。しかし、当時、 ZnやBiというような⾦属元素を含む⼩規模でない系のab initio計算を⾏うのは、専⾨ 家が精⼒を傾けて⾏う研究対象であり、とても、実験化学の研究室に配属された学部⽣ や⼤学院修⼠学⽣が卒業テーマや修論のテーマの⼀部にできるような代物ではなく、い くらかテスト的な計算をpseudo potential を⽤いて計算したものの、結局断念したいき さつがあります。この他にも、無極性溶媒中における双極⼦－
双極⼦会合の核磁気共鳴 法による熱⼒学的諸量や会合シフトの測定結果から推測された会合様式
を、計算化学的 ⼿法により確認しようと試みましたが、系の複雑さのため、こうした計算には最適とは ⾔えない半経験的分⼦軌道法で満⾜せざる得なかったこともありました2)。少なくとも 筆者にとって、実験化学の成果は、その当時の情報化学の⼒で⽀援できない程度に話が 複雑だったのです。そして、私が知る限り、これと同じ体験をした（している）実験化 学を専攻する研究者は少なくはないように感じます。
しかしながら、逆に、⼗数年前に⾒られたような、「情報化学なんて何の役にも⽴た ない」、
「情報化学は机上の空論にすぎない」と⾔うような声が、現在、さすがに聞こ えてこなくなってきたことも事実のようです。ここで話を⼀般化して、タイトルに戻っ てみましょう。果たして、
情報化学は実験化学を⽀援し得てきたのでしょうか。もとよ り、多様な解答があることは承知の上で、敢えて、若輩を省みずに私なりの解答をさせ て頂けるのでしたら、「情報化学の研究者が汗を流した程度に⾒合うほどには、⽀援で きなかった。」ということになります。もちろん、ここでは意識して過去形を使⽤して います。実験化学の研究者にとって、⾃らの研究テーマを直接⽀援してもらうためには、 系、あるいは命題がいくらか複雑すぎた場合が少なくなかったというのが、現在までの 状況ではないでしょうか。然るに情報化学に対する期待が急速に冷めることがなかった のは、実験化学の研究者にも、「あともう少し」の向こうに光が⾒えていたからだと、私には思えます。
cicsj.chemistry.or.jp/13_6/jyouho.html

1/4

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp1-4

情報化学の使命が、実験化学を⽀援することのみにあると⾔うつもりは、当然ながら、 ⽑頭ありません。やがてそう遠くない将来、実験化学と情報化学の垣根は限りなく低く なり、「実験化学」と「⾮実験化学（今のところ、＝情報化学＋理論化学と⾔えるで しょうか）」といった区分は意味を持たなくなってくると思われます。あるいは、「実 験化学が情報化学を⽀援する」といった現象が普遍化するかもしれません。にもかかわ らず、情報化学の誕⽣以来これまでの間、そして、これからの何年か、もしくは何⼗年 かの情報化学に与えられた⼤きな使命の⼀つが、実験化学の⽀援にあった（ある）こと は論を待たないでしょう。それでは、私の「解答」がある程度正しいものとして、なぜ、 情報化学は実験化学を、リアルタイムで、かつ⼗分満⾜にはと⾔う限定付きではあって も、⽀援できなかったのでしょうか。ここまでくると、もちろん私に的確な解答をする 能⼒はありません。しかし、敢えて、いくつかの可能性のある解答をあげてみますと、
ほぼ、以下のようになるものと思われます。
1. 情報化学が誕⽣してまだ⽇が浅い。実験化学が爛熟しているのに⽐べ、まだま だ発展途上にある。
2. 情報化学の⽀援を期待する実験化学の研究者の数に⽐べて、実験化学を⽀援し ようとする
情報化学の研究者の数が相対的に少ない。従って、実験化学の研究 者の要望を⼗分にくみ取ることができなかった。
3. 実験化学の研究者からの要望が、あるいは、それを受けての情報化学の研究者 の反応が、「モデル」をできる限り現実に近づける⽅向に、やや重きを置きす ぎた（ここで、私の頭の中には、Alder転移の例があります）。もちろん、で きる限り現実に近いモデルを構築
し、情報化学的解析を⾏う研究の重要性は強 調されすぎることはないと思っています。ただ、数の上で今少し、例えば、事 象の本質をとらえた〜たとえ現実からはややかけ離れていても〜モデル化を⾏ うような研究例があってもいいのではないかという気はしています。
4. 実験化学の研究者を⽀援するための様々な「仕事」が、その情報化学研究者 （特に公的機関に所属する研究者）の業績／評価に結びつかない。例えば、 ユーザーフレンドリーなソフトウェアを開発する、既存のソフトを異種計算機 に移植する、既存のソフトを使い易くするための周辺ツールを作成する、ソフ トウェアや解析⼿法の解説・⼊⾨記事を書く、共同利⽤計算機やネットワーク、 データベースなどの整備・保守を⾏うといった「仕事」
は、業績として評価さ れにくい、あるいは評価されても点数が⾼くないため、特に公的機関に属する 第⼀線の研究者からは、やや敬遠される傾向があった。
このうち、１、２の問題点は、少々楽観的にすぎるかもしれませんが、時間が解決し得 る問題だと思います。それに対して、３の問題点は、単に私の考えすぎかもしれません が、楽観的になれる問題でもないようです。
例えば、遺伝情報解析の分野で有名なメールサーバーの１つに、Grail3)と呼ばれるも のがあります。この正体はニューラルネットワークなのですが、ヒト遺伝⼦のコーディ ング領域を推定す
る機能を持っています。確かにヒトゲノムプロジェクトが進⾏する中、 ヒト遺伝⼦のコーディン
グ領域を精度よく予測することは極めて重要な課題ですので、 このようなアプリケーションの重要性を否定するつもりは、全くありません。否、それ どころか、私は、⼝はばったいようですが、⼤いに評価しているつもりです。しかし、 今⼀つ、違った⽅⾓からのアプローチが私には聞
こえてこないのです。それでは、「何 が」ヒト遺伝⼦のコーディング領域を決定しているのでしょう。Grailが⼗分な精度を もってコーディング領域を予測できるとするならば、このシステム
cicsj.chemistry.or.jp/13_6/jyouho.html

2/4

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp1-4

は、コーディング領 域を⾒破る「何か」を持っているはずです。少なくとも、現実の⽣物は、コーディング 領域を実に⾒事に⾒破っているのです。Grailを様々な⾓度から分析することによって「何か」を⾒つけることは、不可能ではないはずです。
情報化学的⼿法によって実験事実を追認することは、確かに重要なテーマだと思いま す。しかし、それに負けず劣らず、実験によっては追求することが困難な、「何故︖」 という問いに答えることも、重要なテーマだと、私には思えます。しかし、なぜか、実 験化学を⽀援するという形
で⽣み出された情報化学研究には、前者が相対的に多いよう な〜つまり、少々バランスが悪いよ
うな〜気がするのです。実験化学の研究者の要求が 第⼀に、実験事実の「ウラ」をとることを要求するからでしょうか。あるいは情報化学 の研究者が実験化学研究の⽀援をやや⼀⾯的にとらえすぎているからでしょうか。それ ともこれは、単に、私の杞憂なのでしょうか。
また、もし、４の問題点が事実からそうかけ離れたものでないなら、話は更に複雑だ と思われます。私の知る範囲でも、化学分野ではありませんが化学よりも情報科学の⾊ 彩の濃い分野で、共同利⽤計算機の整備やライブラリープログラムの整備等に精⼒を注 がれ、その結果として研究者としての評価の⾯で、あるいは損をしておられるのではな いかと⾒える公的機関の研究者の⽅が、複数おられます。実際、私の所属する⼤学にあ る共同利⽤の⼤型計算機センターの運⽤をサポートする会議で、この種の問題が議論さ れたこともありました。が、結論というべきものは結局のところ、出せなかったと記憶 しています。そもそもこの種の仕事を「業績」として評価すべ
きかどうかについて、ま ず意⾒が分かれるところでしょうが、今この議論をひとまず棚に上げても、仮に明⽇か ら、「ライブラリープログラムやネットワークの整備・管理等の仕事も業績として評価 する」と全国⼀致で決まったとしたところで、それでは、どのようにして評価する
か、"something new" 的業績とのバランスはどうするか等、難しい問題が待ちかまえ ています。しかも、時代はペーパーレス化を迎えて、例えばアプリケーションのマニュ アル類も、計算機センターニュースや単⾏本として記事になるのではなく、アプリケー ションと⼀緒に電⼦化され、配布される⽅が⼀般的になってきています。業績リストに 載せたくとも載せられない種類の業績が、少なくとも情報化学の分野においては増加し ているのです。
４の問題は、公的機関の教育研究職員をどう評価するかという古くて新しい問題と絡 んでおり、⼀朝⼀⼣に解答が出せる問題ではないようです。しかしながら、何らかの解 決策を模索しな
い限り、「時間が解決する」種類の問題でないことは、確かです。もち ろんこれも、私の杞憂でないとした場合の話ですが。
もちろんこの他にも、私が気がついていない種々の問題点があり得るかと思います。 また、情報化学と⼀概に⾔ってもその範囲は狭くないため、こうした問題点が、いえ、 そもそも当初の仮説、「情報化学の研究者が汗を流した程度に⾒合うほどには、情報化 学は実験化学を⽀援できなかった。」が、全くもって成⽴し得ない専⾨領域も存在する ことでしょう。しかしながら、やや乱暴な⼀般論であることは承知の上で、今、敢えて 考えて頂きたいのです。いったい、情報化学
は、実験化学といかに関わるべきなので しょうか。
この⽂章で述べてきたような問題は、私のような若輩者が⼝を挟む問題でないことは、 ⼗分承知しておりますが、１つの問題提起として書かせて頂きました。この⽂章をお読 みの⽅々の中には、反対や賛同のご意⾒があろうかと思います。様々なご意⾒、ご批判 が寄せられることを期待しております。
cicsj.chemistry.or.jp/13_6/jyouho.html

3/4

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp1-4

この特集では、第⼀線で活躍しておられる実験化学の先⽣⽅に、情報化学的⼿法を活 ⽤した研究事例等、実験化学と情報化学の接点というべき内容について原稿を頂きまし た。ご多忙な中、快く原稿をお引き受けくださいました先⽣⽅に、この場を借りて、厚 くお礼申し上げます。この特集が、実験化学と情報化学の関わり合い⽅に関しての様々 な議論のきっかけになれば、この上ない幸いです。
注・参考⽂献1) Solvation Eﬀect on the Complex Formation between o-Quinones and Metal Chlorides in
Nonaqueous Media : K. Kataoka, T. Takagi, and Y. Sasaki., Bull.Chem.Soc.Jpn., 55, 1344
(1982).

2) Association between Polar Molecules. III. 1H and 13C NMR Studies on the Dipole
Association of Acetonitrile Derivatives with Tetramethylurea and Dibutyl Sulfoxide in
Nonpolar Solvents. : T. Takagi, H. Fujiwara, and Y. Sasaki, Bull.Chem.Soc.Jpn. , 57, 1299
(1984).
3) Locating protein-coding regions in human DNA sequences by a multiple sensor-neuralnetwork approach : E. C. Uberbacher and R. J. Mural, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88,11261 (1991).
⽬次へ戻る

cicsj.chemistry.or.jp/13_6/jyouho.html

4/4

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp5-8

特集︓実験化学の視点から⾒た情報化学

実験化学の視点から⾒た情報化学
⼤阪⼤学薬学部 ⼩⽐賀 聡
obika@phs.osaka-u.ac.jp
はじめに
近年の驚異的なコンピュータの進歩により、⾼度な量⼦計算も今やパソコンレベル で⾏えるよ
うになり、我々実験化学者が、分⼦の構造や反応性を解析するのに、また 新たな分⼦を設計する
ために⼤いに役⽴っている。その⼀例として、多くの学術論⽂ で、計算化学の結果はＮＭＲやＸ
線結晶構造解析の結果と同様にその構造の確認のた めに取り上げられてきている。また、反応機構に関する議論では計算化学の結果が⾮ 常に⼤きなウェイトを占めている。
⼀⽅、実験化学者がこれまでに合成してきた化合物はおそらく何百万、何千万とい った数になるのであろうが、これらすべての化合物についての情報を我々の頭のなか にいれておくことははっきり⾔って不可能であろう。しかし、実験化学はそれら先⼈ 達の貴重な経験の上に成り⽴ってきた⾯も多くあり、何らかの⽅法でこの莫⼤な量の 化合物に関するデータを整理しておかなくてはいけない。幸いなことに我々は、化合 物に関するデータベースを研究室の端末から検索することにより、あっと⾔う間にほ しい情報を⼿にすることができる。これも情報化学の効⽤の⼀つなのであろう。
話が前後して申し訳ないが、私は現在⼤阪⼤学薬学部で⽣物有機化学を専攻してお り、特に計算化学を専⾨に⾏っているというわけではなく、実際に計算をおこなうの は⽉に⼀回あるか無いかといった程度である。しかし計算化学に興味を持つ実験化学 者としては平均的なところではないだろうか。今回、「実験化学の視点から⾒た情報 化学」というタイトルで⽂章を書かせていただくことになった。しかし、どうもこの 「情報化学」という⾔葉にあまりなじみがなく「情報化学」すべてについてふれるこ とはできそうもない。そこで、ここでは「実験化学の視点から⾒た計算化学」という つもりで書かせていただきたい。なお、これまで私が使ってきた計算⼿法（プログラ ム）は、得られてくるデータの信頼性、パラメータの有無、扱っている化合物の分⼦ 量などを総合的に判断した結果、主にＭＯＰＡＣをはじめとする半経験的分⼦軌道法 であることもつ
け加えておきたい。
計算化学の利⽤法
さて、ここでは私を含め実験化学者がどのように計算化学を利⽤しているかについ てまず考えてみたい。皆さんご承知のように我々が計算化学の⼒を借りようと思うの は、１）化合物の最安定構造（最安定コンホメーション）の解析、２）不安定な反応 中間体の構造解析（反応遷移状
態・反応機構の解析）、３）ＭＯ、ＭＯエネルギーの 計算、およびイオン化ポテンシャルや電荷
密度、結合次数、双極⼦モーメントなどの 計算、４）多分⼦間の相互作⽤エネルギーの解析、等を⾏う場合である。もちろんこ こにあげた以外にもより⾼度な計算をおこなうことは可能であるが、今回述べている ことは、あくまで計算化学に関してはほとんど素⼈同然の実験化学者からの意⾒とし てご了承いただきたい。以下にそれらについて簡単に触れてみたい。
１）の安定構造の解析は、もっとも⼿軽に⾏える計算の⼀つであり、その結果も我 々実験化学者にとって理解しやすいものである。得られた構造を詳細に検討すること により、その化合物の物性、あるいは反応性等の理解が深まることは間違いない。ま た、その結果に関してもその他のcicsj.chemistry.or.jp/13_6/jikken.html

1/4

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp5-8

スペクトルデータとつきあわせることによって検証 が可能である。後でも述べてみたいと思うが、計算結果を検証できるということは我 々実験化学者にとっては⾮常に重要なことである。
２）の不安定な反応中間体の構造解析に関しては少し状況が異なる。すなわち不安 定な中間体や反応遷移状態の構造、それらの電⼦状態など実験からでは得にくい情報 を⼿にすることができる反⾯、なかなか計算化学の素⼈が⼿軽に⾏えるものではない 。専⾨のノウハウを修得せずに取りかかると、満⾜いく結果を得るまでには多少時間 がかかるかも知れない。
３）のＭＯ、ＭＯエネルギーの解析に関しては Diels-Alder 反応をはじめと種々 の反応において計算結果を元にした議論がなされている。また、イオン化ポテンシャ ル、電荷密度、結合次数などの解析は先の構造解析と同様、⾮常に重要な情報を我々 に与えてくれる。化合物の物性・反応性などを予測するための⽅法として⼗分価値が ある。また、パラメータの選び⽅さえ気をつけておけば計算にかかる⼿間も構造の最 適化の際となんら変わりがないように思う。
４）に関しては、私の経験上、⽐較的分⼦量の⼤きな複数の化合物、あるいは⾦属 を含むような化合物（複合体）の計算は⾮常に困難であると考える。よく計算化学の 教科書などでは、⽐較的⼩さい分⼦量の化合物同⼠がどの様な様式で相互作⽤するの か、その際のエネルギー状態はどうなっているのかといった類の計算の成功例が⽰さ れている。ところが、いざ⾃分で計算を⾏おうとすると、この種の計算には有機化学 のセンスと計算化学のセンスとの両⽅を持ち合わせていなければなかなか成功しない ということを実感する。と⾔うのも、初期構造の選び⽅（それぞれの化合物のコンホ メーション、それぞれの化合物の位置関係）は無数に存在し、とてもすべての場合に ついて検討することなど不可能である。その内のどれを選ぶかは計算を⾏う⼈が判断 をしなくてはいけない。⼀つ間違うと単に⾃⼰満⾜に終わってしまいかねず、真の相 互作⽤を⾒失ってしまう恐れすらある。得られた結果をできるだけ客観的に判断する ⽬を養っておく必要がある。
計算化学への印象
次にもっと⾃分の⾝近なところでの計算化学の印象、あるいは実際に試してみてど んなところが問題なのかということについて少しふれてみたい。
１）Ｚ－マトリックス
まず計算化学に触れたことのない実験化学者が最初に⼾惑うのは、あのＺ－マトリ ックスと呼ばれる⼊⼒データの書式である。最近では構造式を化学構造式エディター なるもので⼊⼒すれば⾃動的にＺ－マトリックス形式のデータが出⼒されるものもあ るが、よほどのことがない限り私はこの機能を使わない。というのも⾃動的に出⼒さ れてきたＺ－マトリックスデータでは、⾃分が回転させてみたい⼆⾯⾓が回らなかっ たり、結合距離を変化させられなかったり、不都合が⽣じることが多いのだ。（もっ とも既にそう⾔った問題点は解決されたソフトウエアがでているのかも知れないが。 ）やはり、信頼できる計算結果を得ようとすれば、最初のＺ－マトリックスデータの 作成には頭と労⼒が必要になる。なかなか慣れていないと難しいが、これをマスター しな
くては計算は始まらない。それを物語るかのように、計算化学の⼊⾨書には必ず Ｚ－マトリック
スについての説明に多くのページが割かれている。
２）初期構造⼊⼒データの書式に慣れてきたら次はどういった構造を初期構造とするかを検討し なければならない。構造の最適化を⾏う際に⼤事なことは、化合物の初期構造をでき るだけ多く、それも最安定構造に近そうなものを準備しておくということだと私は考 えている。ところが計算化学についてまだ⼗分に慣れていないと、とかく得られた結 果は正しいものだと思いがちである。少し⼤cicsj.chemistry.or.jp/13_6/jikken.html

2/4

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp5-8

きな分⼦になると、それだけコンホメー ションの⾃由度も⾼まり、かなり多くの初期構造を試さなくてはいけない。それを知 らずに計算を⾏いその結果を⾒ると「あれ、どうもこの構造は少し変だが、まあ計算 の結果だから正しいのだろう。」と思いこんでしまったり、「なんだ、この結果は。 計算なんて全然信⽤ならん。」と頭ごなしに計算化学を否定してみたり・・・・。こ ういう光景は、これから計算を始めようとしている合成系の研究室ではよく⾒られる ことだと思われる。
３）溶媒効果実際に私が化合物の分⼦軌道計算をおこなってきてもう⼀つ気がかりなことが溶媒 効果についてである。そもそも化学反応の多くは溶液中で⾏われており、その反応を 解析しその反応の理論
化、⼀般化を⾏いたい場合、また単に化合物の最安定構造を知 りたい場合でも溶液中での計算が⾏われてしかるべきである。ところが、最近までＭ ＯＰＡＣでは溶媒の効果を考慮することは困難であった。私も計算結果が実験のデー タと合わないときなどには「この計算結果は真空中でのものなので実際とは・・・」 とよく⾔ったものだ。現在ではようやく溶媒の誘電率を計算に考慮することができる ようになったが、この機能を使おうとするとかなりの計算時間を必要とするらしい。 この点についてはもう少しコンピュータのハードウエアが進歩してくれるのを待たね ばな
らないのだろうか。
４）計算結果の検証
Ｚ－マトリックスは作成した。初期構造も⼗分につくった。計算もエラー無く終了 した。結果は得られた。さて、それでは本当にその結果は⼗分に信頼できるものなの だろうか。常に実験化
学者は、⾃分が合成した化合物については融点、沸点等の他に ＮＭＲやＵＶ、ＩＲ、ＭＳをはじめとする種々のスペクトルデータを測定しその構造 を確認していく。すべてのデータに関して正当性が確認できたときに初めてその構造 を確認できたと考えるものなのである。計算結果に関しても、実験的に得られる結果 と⽭盾する点がないか検証することができればそれにこしたことはないのであるが、 往々にして実験結果からは得られない情報を計算結果に求める場合がある。実際には 実験のできない化合物、実験の前に⾏う計算、そういったところに計算化学の真価が 発揮されるべきではないだろうか。より積極的に計算化学を活⽤していくためにも、 計算結果を客観的に判断する⽅法を私⾃⾝早く⾒つけたいと思っている。
５）参考図書
我々のような計算化学の初学者が実験の合間に計算⼿法を学ぼうとしたとき、まず は良い教科
書になる専⾨書を探すことから始めなくてはいけない。幸いにも私の場合 は学⽣時代に⾝近に計算化学を教えていただける先⽣（現、⼤阪⼤学遺伝情報研究施 設︓⾼⽊達也先⽣）がおられたた
め、本を⾒ながらも直接指導を受けることができた 。しかし、すべての実験化学者の⾝の回りに適切な指導をしてくれる専⾨家がいると は限らない。現在、実験化学者向けの計算化学の成書は何冊もでているが、まだまだ その種類、数は⼗分満⾜のいくものではないと思う。啓蒙的なもの
からより⾼度な内 容のものまで、多くの参考図書が我々の⽬に触れるようになればと願っている。いや 、これだけインターネットが発展してきているのだから、特に書物にこだわる必要は な
く、合成化学者が気軽に計算化学について質問できるようなメーリングリストなど ができることもあわせて期待したい。
最後に⾃分で振り返ってみてもとりとめのない⽂章ではあるが、実験化学者の⽴場から計 算化学的⼿
cicsj.chemistry.or.jp/13_6/jikken.html

3/4

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp5-8法を研究に取り⼊れようとしたときに⽣じる問題点、疑問点、要望などを 述べさせていただいた。多くの実験化学者が計算化学を使いたいと考えていることは 事実である。今後、実験化学が計算化学を⼗分に活⽤していくことを、いや実験化学 と計算化学が相補的に活⽤しあい、ますます発展していくことを望みたい。
⽬次へ戻る

cicsj.chemistry.or.jp/13_6/jikken.html

4/4

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp9-12

特集︓実験化学の視点から⾒た情報化学

創薬研究に計算機化学は役⽴つか︖（藤沢薬品⼯業（株）・新薬研究所・化学研究１）⽥中明⼈

１. はじめに「実験化学の視点から⾒た情報化学」という特集の⼀つとして表題のような内容に ついて書くこととなりましたが、現代の創薬研究が複雑な要素から構成されているた め、この様な⼤きな命
題をうまく表現できるかはなはだ⼼もとありません。そこで、 ここでは創薬研究の現場で働く者の⽬から⾒た計算機化学（あるいは計算機）の現状 ということで、簡単に私⾒を述べさせていただくことに致します。また、計算機化学 という⾔葉の意味としても、いわゆるドラッグデザイン
のみに限定せずに、現在の創 薬研究現場において計算機の補助無くしては出来ないこと、ということにさせて頂き ます。
また、こういう命題の答は質問した相⼿の職種、例えば合成化学者（古いタイプの ︖）であれ
ば「計算機化学は後づけばかりであまり役に⽴たない」というように、そ の⼈の経歴によって⼤きく左右されがちですが、この点、著者は学⽣時代に計算機化 学（MNDO法をベースにした分⼦
間相互作⽤についての研究1)）を専攻し、⼊社後は現 在に⾄るまで合成部⾨に従事していることから、極端な意⾒の⽅々のおおよそ中間近 くに位置しているものと推察しております。

図１

創薬研究における合成現場から⾒た計算機化学の現状

２. 創薬研究における計算機化学の現状
⼀般に、創薬研究における計算機の役割と⾔えばシミュレーションを駆使した新規 化合物の創
出、いわゆるCADD(Computer-Aided Drug Design)を連想しがちですが、改 めて合成現場から眺めてみますと、このような華やかな領域以外にも案外多くの分野 で計算機が役⽴っていることがわかります（図１）。つまり、現在の創薬研究では CADDを中⼼とし、合成法検討に必須となっている各種有機反応データベース（合成の 補助）や、合成済み化合物の⼀括管理のための情報管理等の多肢にわたって計算機が 使われております。
３. 個別に⾒た創薬研究における計算機化学の充⾜度
３ー１. ＣＡＤＤ
計算機を⽤いてドラッグデザインを⾏おうという流れは Hansch-藤⽥等によるQSAR法の昔から続いております。現在ではＸ線結晶解析やNMR等 の発展に伴い薬物受容体構造が実験的に得られるようになったため、実測の薬物受容 体構造を⽤いたドラッグデザイン(SBDD︓Structure-Based Drug Design2))が実現さ れつつあります。このSBDDが成功すればcicsj.chemistry.or.jp/13_6/souyaku.html

1/4

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp9-12

創薬研究における究極のドラッグデザインと 期待されておりますが、計算機化学側の問題ばかりではなく、Ｘ線結晶解析やNMRに 必要な⽬的薬物受容体蛋⽩質の⼤量発現、可溶化、結晶化等の実験的な問題も⼭積み 状態のため、SBDDが⼀般化するのは次世代になるものと思われております。
そのため、現在では⽬的薬物受容体の構造を、既存の類縁蛋⽩質の解析結果をひな 型とし、計算機上のシミュレーションによって推定し、新規化合物をデザインしよう ということが、しばしば試みられております。3) しかし、この薬物受容体構造の推 定精度が未だ⼗分でないため（おおよそメチレン鎖⼀個分の誤差はあると思われる）、 ある程度「ドラッグデザインの助け」とはなるが、まだ満⾜いくものではないのが現 状だと思われます。現在、この⽬的薬物受容体構造の推定に⽤いられるＸ線結晶解析 やNMRによる実験的な蛋⽩質構造が、PDB(Protein Data Base)
やCSD (Cambridge Structure Database)の形で次々と蓄積されているため、ドラッグデザイン
における 計算機化学の役割を⾶躍的に向上させるためにも、計算機による薬物受容体構造の推 定
精度をもう１ランク上げる必要があると思われます。
このように、現在では⽬的とする薬物受容体構造の推定精度がまだ⼗分ではないた め、そのかわりとして薬理活性を持つ幾つかの化合物をまとめ３次元空間上（⼈間の 思考は主に２次元空間上）での共通点を計算機を⽤い抽出し（いわゆるPharmacophore 探索）、ドラッグデザインを⾏う⼿法がCADDの主流となっております。この⽣理活性 分⼦形態解析システムと⾔われる領域
では、分⼦間の重ね合わせ等の多くのソフトが 既に開発されており（市販ソフトを含めて）、計
算機化学はかなり満⾜いく領域であ ると思われます。事実、著者もこれらの⽣理活性分⼦形態解析システムを駆使するこ とにより、接着ペプチドArgGlyAspをシード化合物として抗⾎⼩板剤
FK633を早期に臨 床化合物として創出することに成功しております。4)

⼀⽅、これらの⽅法の他にHansch-藤⽥等のQSAR法に代表される、統計解析によって ドラッ
グデザインを⾏う⽅法がありますが、薬物_薬物受容体複合体の安定性が決して 線型的な関係にないため、現在ではあまり⽤いられることが無くなっております。しか し、薬物の膜レセプターへの結合（薬理活性）が⽣体膜を経由した２段階経路による ことや、化合物の経⼝吸収性、⾎中安定性等が化合物の脂溶性（厳密には膜親和性） に⼤きく影響を受けることから、QSAR法でしばしば⽤いられている化合物の脂溶性パ ラメーター（π値等）を計算機によって⾒積もるソフト（CLOGP5)等）が⾼頻度で利⽤ されております。しかし、この脂溶性推算ソフトのへテロ原⼦を多く含む化合物（ほと んどの薬物がこの範疇）についての取り扱いが決して⾼い精度のものでないことから、 現在脂溶性推算ソフトの⼀層の充実が望まれております。
これ以外にも、化合物の変異原性とフロンティア軌道活性の相関を利⽤した構造_毒 性相関研
究6)等、多くの創薬研究の分野で計算機が利⽤されておりますが、ここでは紙 ⾯の都合から割愛させていただきます。

３ー２. 合成の補助
創薬研究において、デザインされた化合物を如何に効率良 く合成するかは重要な要素の⼀つであります。⼀般にこの合成ルートの構築には、どれ だけ多くの反応を知っているか、あるいはそれらの反応がどのような置換基の組み合せ 時に有効であるか等の豊富な知識を必要としております。そのため、若い優秀な研究者 が存分に⼒を発揮するようになるまでに多くの時間と労⼒を必要としております。
このことは創薬研究組織として⼤きなマイナス要素でありましたが、近年この状況に 計算機が少なからず変化をもたらしてきております。それは既存の有機反応をデータベ ース化（REACCS
やCASオンライン等）したものを⽤い、経験の浅い合成者が計算機上での 検索によって、経験豊
富な合成者と同様な知識を容易に得ることが可能となったことに よって起こりました。もちろ
cicsj.chemistry.or.jp/13_6/souyaku.html

2/4

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp9-12

ん、このようなオンライン検索による知識の獲得だけで、 若い合成者が⽼練な有機化学者と対等になれるわけではありませんが、このようなシス テムの利⽤によって若い合成者の早期レベルア
ップがはかられているのは疑い無い事実 だと思われます。このような合成への補助としての計算機の利⽤は、合成現場において 頻繁に使われており、⼤いに役⽴っている分野の⼀つだと思われます。
ただ、これらのシステムには既存の合成反応データベースからの検索能⼒しかないた め、本来の合成能⼒と考えられる⽬的化合物を市販の原料から最も効率良く合成するル ートを構築する能⼒が⽋如しております。この計算機による⾃動合成ルート構築に関す る研究は、ノーベル賞受賞
合成化学者のE. J. Coreyにより発表されたシステム（LHASA7)） によって現実化しかけました

が、LHASA⾃⾝の有⽤性にまだ問題が多かったため、現在 まで残念ながら具体化されておりません。この⾃動合成ルート創出システムは現在でも 強く熱望されているため、本分野での計算機化学の発展が強く望まれております。
次に合成における分⼦軌道（MO）法やMM法の利⽤について述べたいと思います。合成 を実際に⾏う際、いくつか考えられる反応点のどこで反応が起こりやすいか、あるいは 複数存在するアイソマー間の熱的安定性予測等の⽬的のために、MO法によるフロンティ ア軌道・電荷分布計算
やMM法による⽣成熱計算がしばしば⽤いられております。ただ、 充分な基底関数を⽤いたabinitio MO計算は現在でも⼀企業にとっては負担が⼤きすぎ るため、半経験的MO法（AM1法、PM3法等）が⽇常的に⽤いられております。しかし、こ れらの半経験的MO法やMM法が、創薬研究でしばしば⽤いられるへテロ原⼦を複雑に含む 化合物についての取り扱いを得意としていないため、扱う分⼦や⽬的とする分⼦特性 （⽣成熱、電荷密度、フロンティア軌道エネルギー等）の種類によって結果の信頼性が 変化することが実⽤上の問題となっております。そのため、適⽤す
る分⼦の種類や⽬的 とする分⼦特性ごとに、例えば電荷密度計算ならCNDO/2法とかのように、統⼀的に各⽅ 法の⻑短がまとめられた出版物が求められております。⼀部の製薬企業の有志等によっ て、このようなものについての努⼒が⾏われましたが、8) 制約を多く持つ企業⼈の集 まりではその完成度に⾃ずと制限が出てきております。そのため、是⾮とも⼤学関係の 先⽣達が中⼼となった完成度の⾼いこの分野での刊⾏物の制作が望まれております。
３ー３. 情報管理
製薬企業では年間数千近い新規化合物（中間体を含む）を合 成しているため、その化合物ごとに整理番号を与え統⼀的に管理する必要があります。 この時の管理項⽬の中には化合物の構造式だけではなく、使⽤⽬的や使⽤経歴等の管理 も含まれているため、現在ではすべて計算機による⼀括管理が⾏われております。MACCS に代表されるこの⽬的のためのソフトは現在でも充分満⾜いくものだと思われます。
４.最後に以上、３項⽬に分けて創薬部⾨（主に合成部⾨）から⾒た計算機の役割について、現 状とその充実度という観点からまとめてみました。まとめてみますと、現在の計算機化 学は創薬研究においてドラッグデザイン以外の領域については、おおよそ満⾜⾏く状態 にあると思われます。また、ドラッグデザインの領域についても計算機シミュレーショ ン結果の精度を充分に把握して⽤いることができれば、有効な情報を我々に提供してく れる便利なツールとなっているものと思われます。 おそらく、ここで述べた事項の多くはICSJ Bulletin読者の先⽣⽅が興味を持たれる分野とはかけ離れたものになっているものと推察致しますが、現在創薬研究の現場ではど のように計算機が使われ、どのようなことが今求められているかについて本⽂が読者先 ⽣⽅の御参考になれば幸いと考えております。

cicsj.chemistry.or.jp/13_6/souyaku.html

3/4

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp9-12

references
1) T. Takagi, et al., Bull. Chem. Soc. Jpn., 61, 329 (1988).
2) J. Greer, et al., J. Med. Chem., 37, 1035 (1994).
3)Y. Yamamoto, et al., J. Med. Chem., 36, 820 (1993).
4) A. Tanaka, et al., 投稿準備中.
5) Corwin/Leo's program (CLOGP, Daylight Chemical Information System Co., Ltd.).
6)⽶澤貞次郎他, 「三訂量⼦化学⼊⾨（下）」, pp.836, 化学同⼈ (1983).
7) W. T. Wipke, et al., "Computer-assisted organic synthesis(ACS symposium series 61)",
pp.1, American Chemical Society (1977).
8)仲⻄功他, 第１６回情報化学討論会講演要旨集, pp.121, 徳島, 1993.
⽬次へ戻る

cicsj.chemistry.or.jp/13_6/souyaku.html

4/4

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp13-16

特集︓実験化学の視点から⾒た情報化学

⼀企業研究者から⾒た実験化学と情報化学の接点
三井東圧化学（株）システム・情報センター三⼾邦郎

現在、私は、企業内で計算科学／情報科学を専⾨に取り扱う部署で仕事を進めてお ります。当社では、約１０年前から研究活動への計算機活⽤を⽬的に専任体制で取り 組んで来ております。
当初は、社内化合物のデータベース化を医薬・農薬研究を中 ⼼に展開し、その後は各種機能性材
料や⾼分⼦材料などに対して既存データの整理 活⽤に留まることなく、分⼦・原⼦レベルでの理論的な解析・予測・設計などを⽬ 指し展開して来ております。
私は、当社における、この取り組みに直接携わって来ましたが、元々の専⾨は実験 有機合成化学であり、⼤学時代の研究も含めると実験１０年、計算機１０年になりま す。既に実験が専⾨であるとは⾔い難く、本特集の執筆には適さない⾯もあります が、現在の仕事に携わり始めた頃の初⼼に⽴ち戻り、⾃⼰の限られた経験（偏⾒か も知れませんが）を振り返り、今後の情報化学への期待と実験化学者の関わり⽅に ついて私⾒を述べてみたいと思います。
なお、本稿では、情報化学を情報処理や理論計算も含めた広義の”化学への計算機の活⽤”として捕えております。
以前は計算機が実験化学者から遠い存在であった︓
私が計算機を本格的に扱い始めたころは、現在の様にパソコンやワークステーンョ ンが⾝近な存在ではなく、計算機センターにホストマシーン（私が当時利⽤したマ シーンは現状の⾼性能パソコン並みの性能）が存在し、専⽤のキャラクター端末機 と⾼価なグラフィック端末機を利⽤した環境でした。従って、⼀般研究者が気軽に 計算機を利⽤することは容易ではなく、極く限られた専⾨集団が端末機の前で⻑時 間キーボードと格闘していると⾔った感じでした。しかも、プリンターから出てく る計算結果は数字の⼭で、⽇常フラスコを扱って現象観察を主体としている実験化 学者に取っては確かに敬遠したくなる存在でした。
しかし、企業での研究活動においては如何に効率的に製品開発を実現するかが重要 であり、従来の研究者の経験と勘に頼った⽅法論だけではなく、より効率的な⼿法 として計算機の活⽤を取り⼊れる必要が⽣じたと認識しております。これには、計 算機を専⾨とするよりも、その活⽤を⽬的とする研究・実験を専⾨とする研究者の 参画が必要であり、当社においては積極的にこの考え⽅を進めてきました。
さて、実験化学者が計算機を化学に活⽤する際に問題となることは、上述の様な計 算機のハード的な仕組みの問題に留まらず、⽬的の結果を得るためのデータ⼊⼒と 結果の解釈⽅法、即ち、⾃分が使う計算・解析⽅法を理解する必要があることです。 それは、⽬的によって異なり、例えば、データ処理の場合には、統計解析⼿法やパ ターン認識法であったり、時にはニューラルネッ
トであったり、また、電⼦レベル の情報が欲しい場合には、分⼦軌道法や密度汎関数法であったりします。さらに、 これらの⼿法の理論背景として、統計学や、量⼦化学、⾼分⼦物理、固体物理など の様々な学問があり、これらを⽬的に応じて理解して、初めて計算結果が活⽤でき るものとなります。しかし、私も含めた多くの実験化学者は、理論とか物理とかの 名の付くものを概して敬遠仕勝ちで、余程のことがなければ、これらの理解に汗を 流すよりも、現状の延⻑線でより現実的である現象論重視の経験的な⼿法に頼るこ とになります。特に計算機からの結果が⼭のよ
cicsj.chemistry.or.jp/13_6/ichikigyo.html

1/3

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp13-16

うな数字の出⼒であったり、⼊⼒す べきデータが⾊々な条件を考慮しなければならず複雑になると、実験化学者にはも う我慢のできないものとなります。その答えを出す有⼒な⼿段が計算機や特定の理 論の利⽤であると感じても、実験化学者は明⽇はまた実験を繰り返すのです。既存 の（経験的な）理論によって解明できない新しい現象を（偶然）発⾒すること、特 殊性を⾒い出す
ことカ化学の醍醐味だからです。
パソコン＆グラフィックスが実験化学者への壁を取り去ったが、．．．︓
しかし、これは過去の話であって、パソコンが家庭にあって⼩学⽣の⼦供も⾃由に 扱え、パソ
コン画⾯上にもきれいなグラフィックが容易に現れる最近の状況を考え ると、事情は変わってきます。ちょっとしたデータ処理や理論計算が⼿近のパソコ ンで簡単に処理することができます。
コンピュータ側から指⽰されるままに必要最 低限のデータ（時には絵として）を⼊⼒するとそのまま報告書にも使えそうな結果 がきれいな絵として現れてきます。これは確かに素晴らしいことです。確かに、実 験化学者と計算機との壁は解消されました。
でも、本当に、これで実験化学と情報化学の融合が図られたのでしょうか。私は多 少否定的な考え⽅を持っております。先程述べましたように、計算／処理の背景や 理論を理解せずに、コン
ピュータから出た結果を鵜呑みにしてよいのでしょうか。 例えば、最近盛んに利⽤される分⼦軌
道法や分⼦⼒学計算を取ってみてもほとんど のものが近似計算であり、何らかの前提条件を有した計算法であります。その⼿法 が開発された際に考慮された系内では、それなりの計算精度は保証されていても他 の系に適⽤すると全く役に⽴たないことが往々にしてあるのです。ちょっと古い話 になりますが、例えば、半経験的分⼦軌道法MNDO法は単結合を介した共役系のエ ネルギー
評価が全くできません。これはこの種の近似法が重なり積分を無視した⼿ 法であるため当然のことと⾔えるのですが、私も利⽤が可能となった当初、それま でのMINDO/3近似の⼊⼒分⼦に対する使⽤制限を克服することができたため、理論 を無視して喜んで種々の分⼦に適⽤したのですが、どうも得られる結果がおかしい のです。ニトロベンゼンの安定構造がニトロ基とベンゼン環の垂直状態であったり、 安息⾹酸やペンヅアミドなどでも同じような結果が出て、それまでの私の限られた 化学常識に照らし合せるとおかしいのです。後で他の近似法が開発・報告されて、 この種の結果はMNDO近似法の⽋点であることが分かりましたが、この頃たまたま 出席した学会で、類似の計算結果を鵜呑みにした発表がなされ、会場からの指摘に 対して、「コンピュータの出した計算結果だから正しい」との答えを聞いて憤然と したのを思い出します。笑い話のようですが、現在でも気が付かずに類似の危険を 起こしていることがあるのではないでしょうか。薬物設計などで盛んに⽤いられて いる構造活性相関解析などにおいても統計解析のいろはを理解しないままにパラメー タ間の相関を無視したり、相関係数の⾼いことだけを重視して取り扱ったり、
ただ ⼿軽に使えるものを上辺だけ利⽤することの危険性を⼗分認識するべきでしょう。 このような利⽤の仕⽅の背景には、⽇本⼈の⼿書き⽂化の裏⾯性として現れる活字 コンプレックスが働き、その結果、計算機からのきれいな出⼒をよい結果として鵜 呑みにすることが多いのかもしれません。最近はワープロが発達し、この感は多少 薄れて来たようですが、．．．。
最近の市販システムで基礎知識のない初⼼者でも容易に使えるものがありますが、 これらは導⼊教育的な利⽤に留め、理解度に応じて使い分けや計算の条件変更が可 能なものとする必要があるように思います。初期は物珍しさも⼿伝ってそれなりに 慣れ親しむ効果は期待できますが、真に問題解決の指針を与える⽅法論となり得る か、使い⽅次第で⼤変危険なものであることを認識することが必要でしょう。正に コンピュータも使い様と⾔ったところでしょう。
実験化学者と情報化学者との共同作業の必要性︓
cicsj.chemistry.or.jp/13_6/ichikigyo.html

2/3

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp13-16

逆に、この計算結果の危険性をあまり全⾯に出し過ぎると、計算は役に⽴たない、 と⾔われて誰も使わなくなります。結果が⽩か⿊かで計算機の利⽤の仕⽅も極端な 選択をするケースが多いようです。これも理解が⼗分でないことに起因しているの でしょうか。
本来、実験的に⼗分検討を重ねた結果どうしても把握できないことや実験者が⼿作 業では全く処理できないことにコンピュータを利⽤したときに効果が発揮されるの ではないでしょうか。本
質を突き詰め、よいモデル（仮説）を⽴てると⽐較的容易 な解析（計算）で答えが⾒つかることが多いようです。本質が⾒えないとき程、す べての要素を取り組んだ複雑なモデルとなり、そのため、時には⼀番肝⼼な要素を ⾒逃して、いつまでも解が⾒つからない、これは計算に限らず実験を進める上でも 同じことでしょう。ただし、実験とは異なり、計算では、計算・解析を実施す
る研 究者が作為的（無意識な⾏為であろうとも結果的に）に有限のデータを⼊⼒するた め、考慮した要素の寄与率が⼤きくなり、結果を⼤きく左右します。この要素の抽 出、即ちモデル化には
正に研究者（主に実験化学者）の知恵と洞察⼒が必須であっ て、この過程が研究そのものでありましょう。
従って、現状では、実験化学者が計算機の利⽤をもっと意識して、計算・解析・理 論の専⾨家とより密な共同作業を進めることが有⽤でしょう。また、計算に関わる 研究者も専⾨のみに特化することなく、実験化学者の理解しやすい⾔葉で接点を求 めていく必要がありましょう。このよ
うな両者の共同作業を実現するためには、実 験化学者に対して実学として役⽴つ教育の実施が不可⽋であると考えます。
より⾼精度の解析を実現するために:
最後に、今後の情報化学をより充実したものとするため、デー⼣べースの拡充と新 規計算モデルの開発について多少触れたいと思います。
すでに本稿で触れましたように、現在汎⽤されているほとんどの理論計算⼿法は近 似法であり、その前提として基礎デ⼀タの蓄積作業が重要となります。現在、理論 計算によりこれらの基
礎データを蓄積しようとの試みもありますが、そのすべてを 理論計算で⼊⼿することは困難であり、実験によるデータ取得が必要となります。 この際、重要なデータを戦略的に実験し取得することが必要でありましょつ。しか しながら、⽇本では、予測や設計への問題意識を持った基礎デ⼀タの収拾がほとん どなされていないのが、現実ではないでしょうか。⼀⽅、ドイツでデ⼀⼣べ
⼀ス構 築のために毎年何⼗億円もの費⽤を投⼊していることは注⽬に値します。実験化学 者と情報化学者が共通の⼤きな⽬標を持って確実に⾜元を固めて⾏くことが必要と 考えます。現在の情報化時代において、データベースの重要性は如何なる分野でも 益々増⼤していくことでしょう。
また、現状での計算は、計算時間や計算容量の制約から実際の系を⼗分に反映でき ていないと⾔う⽋点を持っております。分⼦や電⼦の状態が直接特性を反映する化 学反応の解析や機能性分⼦の設計では、現⼿法でかなりの解析が可能ですが、多数 の分⼦が複雑な集合状態を形成し初めて特性を発揮する材料分野において特に問題 となっております。企業における研究ではこのような材料開発研究が多く、この計 算の限界が、実験化学者を理論計算から遠ざける原因ともなっている訳です。しか し、これには、実験的にも困難な観測すべき系の⼤きさや観測時間の問題が絡
み、 現状の計算機上で計算可能なモデル化が実現できないことがその要因となっていま す。実⽤性を⾼めた計算を可能とするためにも、理論化学者と実験化学者のより密 な研究により、今後、
新たな理論や近似法の開発がなされることを望んでおります。
⽬次へ戻る

cicsj.chemistry.or.jp/13_6/ichikigyo.html

3/3

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp17-20

特集︓実験化学の視点から⾒た情報化学

分⼦構造から発癌の秘密をさぐる－化学発癌とホルモン発癌のはざま
国⽴がんセンター研究所⽣物物理部

児⽟昌彦

はじめに
化学発癌の歴史には、量⼦化学との接点がいくつかある。 その過去を振り返りながら、未来への期待と展望をまとめてみたい
化学発癌と量⼦化学
ペンゼン環をいくつも組み合わせて出来る多環芳⾹族炭化⽔素は、環の 数によって発癌性があったりなかったりする（図１）。

図１

発癌性（左）及び⾮発癌性（右）芳⾹族炭化⽔素

フランスのプルマン夫妻は、１ ９５５年に量⼦化学の⽴場からど のような規則性が発癌に結びつく かを分析し、いわゆるＫ領域理論 を打ちたてた。すなわち、多環芳 ⾹族炭化⽔素が発癌性を持つため には、細胞受容体と反応するＫ領 域とともに、Ｌ領域との反応が抑 えられるような形のものでなけれ ばならない、というものである。
Ｋ領域理論は、当時全く⼿が かりの得られなかった化学発癌の メカニズムにくさびを打ち込むも のと喧伝されたが、Ｋ領域の指票 となる数字の範囲内にもいくつか の例外が認められる。
芳⾹族炭化⽔素の発癌メカニズムに関 しては、１９７０年代に⾶躍的な進歩があ り、Ｋ領域と対蹠的な位置にあるＢａｙ領 域がＤＮＡとの結合に重要であるとの結論 が得られた。
ペンゾピレンでいえば、７、８位置に最 初の⼯ボキシドがチトクロームｐ－４５ ０によって起
こり、これがヒドラーゼでジ オ－ルに加⽔分解され、更にＢａｙ領域の ９、１０位置に第⼆のエポキシド化が起こ る（図２）。

cicsj.chemistry.or.jp/13_6/bunshi.html

1/5

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp17-20

図２

ベンズピレン代謝活性化の諸相

Ｋ領域の４、５位置もエポキシドを⽣じ、最初はＤＮＡとク旅篭板肺もこちらの⽅が強いと 信じられた。しかし、⽣体内では、４、５エポキシドは、加⽔分解酵素でジオールに不活化さ れやすく、ＤＮＡ結合反応も最終的には⼩さいことが分かった。
芳⾹族炭化⽔素の発癌性は、 Ｂａｙ領域の代謝活性化の理論でかなりよく説明出来るが、こ れにも幾つかの例外があり、発癌のメカニズムは、到底、⼀つだけのルートで説明しきれるも のではない。ペンゾビレンのＤＮＡ結合体には、ジオ－ルエボキシド由来のもの以外にも、９ －ヒドロ
キシー４、５－オキシド由来のものもあり、更に６位置のオキシラジカルから⽣ずる ＤＮＡ結合体も存在する（図２）。
６－オキシラジカルは、Ｋ領域理論のあと、フロンテイア電⼦理論を⽤いて、その活性部位 が予⾔され、ミクロソーム代謝体として同定されたものである。６－オキシラジカルからキノ ンを⽣ずる過程で活性酸素を⽣じ、ＤＮＡ塩基修飾（チミングリコール）やＤＮＡ鎖切断を⾏ うことが報告されている。
ラジカル代謝体の⽣成は、他の芳⾹族炭化⽔素や芳⾹族アミンからも認められており、ラジ カ
ル⽣成やそれに伴う活性酸素⽣成は、発癌性とよく対応している。最近、化学発癌における 活性酸素の重要性は、腫瘍プロモーターの研究から広く⼀般に認識されるところとなったが、 これはＤＮＡ結合の認められない発癌物質の作⽤機序としてとしとくに有⼒視されている。
研究の澄史から⾒えてくるもの
化学発癌のこのような歴史を振り返ってみる時、われわれはどのような教訓を得ることがで きるだろうか。
化学と⽣化学の間にギャップを⽣じた第⼀のステップは、代謝酵素の存在であろう。活性化 不活性化にあずかる代謝酵素の存在や密度が、最終的に⽣き残る活性体の運命を左右するとす れ
ば、最初からそうしたものをすべて考慮すること⾃体が⾄難のわざといわなければならない。 量⼦化学がマク⼝な代謝マップを予⾒することは不可能ではないが、細かいところは⽣物固有 のファクターで左右されるので、例外が⼊ることは避けられないことなのだ。
芳⾹族炭化⽔素の代謝に重要な役割を果たすチトクロームｐ⼀４５０は、元来、ステロイド 代
謝にあずかる酵素であって、外来物質の代謝はどちらかといえば、副次的な位置にあると考 えられる。発癌性を持つ炭化⽔素の数や形に何がしかステロイド⾻格を連想するものがあるの は、そcicsj.chemistry.or.jp/13_6/bunshi.html

2/5

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp17-20

うした酵素タンパクのポケット部分の特性を反映しているものであろう。
発癌性芳⾹族炭化⽔素とステロイドホルモンの構造的類似に着⽬した⼈には、ハギンズがいる。彼は、ラットに乳癌をつくる炭化⽔素のメチルコランスレンとジメチルベンゾアントラセ ン
が、ステロイドホルモンとくに、副腎⽪質ホルモンと構造的に類似していると指摘している。
炭化⽔素を代謝するチトクロームｐ⼀４５０分⼦は、ステロイド代謝のチトクロームｐ⼀４ ５０とかなり古い時代に分岐した別種の酵素分⼦だが同じような誘導物質やインヒビターの 影響を受ける。また、炭化⽔素の酵素誘導にも関与する結合タンパクは、ステロイドレセプタ ーのタンパ
クとも類似の性質を⽰すことが、最近、明らかになっている。
ハギンスは、芳⾹族炭化⽔素の発癌性も、ホルモン発癌と類似の機構で説明できるのではな いかと考えていたらいが、⼗分、その推論を証拠だてるところまは⾏かなかった。しかし、 すこしづつではあるが、現在両者を埋めるデ⼀タが蓄積しつつある。
⼥性ホルモン作⽤のあるジエチルスチルベストロールは、芳⾹族炭化⽔素とステロイドとの 中間的構造を持つが、レセプタータンバクとの結合反応の過程で、ステロイド⾻格と対応する 構造となることが証明されている。同じようなステロイドレセプタに対する結合反応におい て、芳⾹
族炭化⽔素もステロイドホルモンと拮抗現象を⽰すことが明らかになっており、これ は、両者の構造的類以を⽰唆するデータと考えられる（図３）。

図３

ラット肝ステロイドレセプター／デキサメサゾン結合（ＤＭＳＯ）
に対するジメチルベンゾアントラセン（ＤＭＢＡ）の拮抗作⽤

私たちは、ラットに胃癌を特異的につくるＭＮＮＧが、副腎⽪質ホルモン作⽤に影響するこ とを⾒い出したが、このような分⼦模型の上ではステロイド⾻格を想像することの出来ないよ うな
ものが レセブターとの結合反応でステロイド類似の形をとること分かった。
ステロイドホルモンのラジ⼒ル活性
発癌物質とステロイドホルモンの、こうした構造的相関から出発して，私は、ステロイドホ ルモンも他の発癌物質と同じようにフリーラジカルとなり、活性酸素を⽣成する能⼒を持つの ではないかと考えた。芳⾹族炭化⽔素や芳⾹族アミンのラジカル代謝体は、アルカリＤＭＳＯ 中で活性が⾼まることから、ステロイドホルモンを同じ系で調べてみたところ、すべてではな いが、⼤cicsj.chemistry.or.jp/13_6/bunshi.html

3/5

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp17-20

部分のステロイドホルモンが特有の微細構造を⽰すフリーラジカルを⽣ずることがわ かった（図４）。
ミクロソーム系、ペルオキシダーゼ系で代謝したものについて調べてみると、エストロゲン に限って、特異なラジカルを検出した。エストロゲン／ペルオキシダーゼ系では、ＮＡＤＨ の参加に伴って、過酸化⽔素が⽣成することが確かめられた。男性ホルモンでは、ラジカルの 酵素的⽣
成こそ検出出来なかったが、酸化還元の酵素系で間接的にスーバーオキシドや過酸化 ⽔素の⽣成していることが推測された。副腎⽪質ホルモンでは、コーチゾン、ハイドロコーチ ゾンを等量混じた状態で、アルカリＤＭＳＯでみたのとよく似たラジカルのＥＳＲスペクトル を観測出来ることから、⽣体内のレドックスの場でも同じようなラジカル中間体が⽣成してい ることが考えられる（図４）。

図４エストラジオールラジカル、ａ︓アルカリＤＭＳＯ、ｂ︓ペルオキシダーゼ。
ハイドロコーチゾンラジカル、ｃ︓アルカリＤＭＳＯ，ｄ︓コーチゾンとの等量混合。
このようなｉｎ ｖｉｔｒｏのステロイドの酸化還元能を裏付けるものとして、ｉｎ ｖｉ ｔ
ｒｏでのビタミンＣの⼤量投与により、副腎⽪質ホルモンの⾎中への放出や副腎での合成、肝 臓
での代謝が⼤きく変動することが確かめられた。またラットでは、卵胞周期に合わせてヒド ロキ
シルラジカルやＳＯＤの変動が報告されており、モルモットでのエストロゲンによる腎腫 瘍発⽣は、ビタミンＣ投与で抑制されるという事実がある。
最近、細胞内の情報伝達の⻭⾞ に、酸化還元のステップが深くか かわっていることが確からし
くな ってきた。がん遺伝⼦、がん抑制 遺伝⼦タンパクやその他の転写因 ⼦が、レドックスによって活性を 制御されており、酸素ラジカルも このようなレドックスの⼀員とし て活躍している。酸素ストレスは、 ポリＡＤＰリボシル化やリン酸化 を通じて、クロマチンレレベルの構 造
変化にも及ぶが、ストレスが持 続的になれば、ＤＮＡ塩基修飾や ＤＮＡ鎖切断によって、不可逆的 変化につながる可能性がある。 がん化のメカニズムは、可逆的変化から不可逆的変化への⼀例
である。
発癌物質のラジカルの構造を、ステロイド⾻格との相似性で整理すると、ラジカルの位置そ のものも似たような場所に落ち着く（図５）。これは、単なる偶然なのであろうか。
cicsj.chemistry.or.jp/13_6/bunshi.html

4/5

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp17-20

図５

発癌物質のラジカルとステロイド⾻格

おわりにステロイドの化学は、フィ⼀ザ⼀以来膨⼤な蓄積があるにもかかわらず、量⼦化学はこの 重要な⽣体分⼦に殆ど⼿をつけていない。これは、環が飽和になっているため、芳⾹族炭化⽔ 素に⽐べ扱う原始の数が多くなり、コンピューターの容量をはるかに越える計算になることに よるという。将来の量⼦化学が、この分野で⼤きな貢献をすることを期侍したい。
参考⽂献
１）永⽥親義︓がん発⽣の機構、サイエンス社、１９８２
２）児⽟昌彦ほか、フリーラジカルの臨床、９︓２５-３２，１９９５
⽬次へ戻る

cicsj.chemistry.or.jp/13_6/bunshi.html

5/5

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp21-24

特集︓実験化学の視点から⾒た情報化学

溶液反応論の視点からながめた計算機化学
⼤阪⼥⼦⼤学基礎理学科

近藤泰彦

はじめに
溶液反応の機構あるいは特性を理解せんとする多年にわたる努⼒の結果、多数の研究⽅法 が開発されてきた。しかし、これらの実験⽅法を駆使して得られる情報は全て巨視的性質に 関するものであり、統計熱⼒学の助けを借りない限り分⼦論的理解を得ることは望み得ない 筈であった。
しかし、化学者は分⼦論的描像の確⽴を祈りつつ、経験的解析に邁進してきた と⾔えよう。
近年の計算機化学の進展は⽬ざましく、溶液反応に関する分⼦論的視点からの理解にも暁 光が射しつつあり、特にここ数年の成果にはその情報の具体性こおいて経験的解析を凌駕す るかと思わせるものまである。いくつかの例について眺めながら、今後の⽅向などを考えて みたい。
〔１〕．求核置換反応における溶媒効果に関する分⼦論
脂肪族求核置換反応は溶液反応の中でも最も基本的な反応の⼀つであり、実験的にも理論 的にも精⼒的な研究が続けられている。１）
Nu- +

EtI

->

Nu-Et

+

I-

この反応の最⼤の特徴の⼀つは、極性疎プロトン溶媒（dipolar aprotic solvents）中の反 応速度がプロトン性溶媒（protic splvents）中のそれを１０8倍程度上回ることである。実験 的解析から得られた結論は、（１）プロトン性溶媒と求核種アニオンとの⽔素結合による原 系の安定化と、（２）極性疎プロトン溶媒による遷移状態の安定化とが主要因であるという ものであったが、その相対的重要性の定量的評価については次の展開にゆだねざるを得な かった。
アセトニトリル－メタノール混合溶媒中における反応速度の測定結果と求核種アニオンの 移⾏
エンタルピーの測定結果とを組み合わせることにより、遷移状態アニオンの移⾏エンタ ルピーを決定できる。他⽅、アニオンの移⾏エンタルピー、ΔＨtAN→MeOHをその構成成分、物 理的相互作
⽤エンタルピー、ΔＨt,PHYSAN→MeOHと特異的相互作⽤エンタルピー、ΔＨt,SIAN→MeOH 、に分割する⽅法が開発された結果、原系および遷移状態における⽔素結合（即ち、特異的 相互作⽤）の定量的把握が可能となった。
ΔHtAN->MeOH =ΔHt,PHYSAN->MeOH +ΔHt,SIAN->MeOH(1)

また、アニオン周辺の溶媒和点上での溶媒交換反応を平衡過程として取り扱うことにより、 求核
種アニオンおよび遷移状態アニオンと⽔素結合するメタノール分⼦の数を決定する⽅法 も開拓されたから、ここに巨視的測定から溶質－溶媒相互作⽤に関する分⼦論的硲像を推論 する⽅法が確⽴された。2,3)
他⽅、これらの⽅法にはいくつかの前提条件が含まれているから、解析結果の信頼性を評 価するためにはこれまでとは独⽴な⽅法を開拓しなければならない。
分⼦の性質を検討する直接的⽅法の⼀つが分⼦軌道法である。そこで、求核種アニオンお よび
遷移状態アニオンについて半経験的分予軌道法（MNDO/PM3法）の計算を⾏い、分⼦ 内電荷分布を算出し、特異的相互作⽤エンタルピーとの相関関係を検討した。
cicsj.chemistry.or.jp/13_6/youeki.html

1/5

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp21-24

図１
求核種アニオン（○）につい ては、酸素原⼦上の電荷と特異 的相互作⽤エンタルピーとの間に良好な相関関係が観測された が、遷移状態アニオン（〇） については系統的な上⽅への変 移が認められた（図１）。遷移 状態では反応に関与しているメ チル基の⽔素原⼦は部分的に正 に荷電しているから、これが⽔ 素結合に影響すると考えられる。 そこで、Scheme の様な相互作⽤を仮定し、安息⾹酸イオン内 の酸素原⼦、反応に関与しつつ あるメチル基の⽔素原⼦、メタ
ノール中の⽔素原⼦との間の静 電的相互作⽤エネルギーを （２）式の左辺で近似することを試みた。
QOQH'/rO-H' +QHQH'/rH-H' =QH'/rO-H'{ QO+ QH/(rH-H'/ rO-H')}(2)

また、原系では求核種とヨウ化メチルとの間の距離が無限⼤であるから、右辺の ｛ ｝ 内にまとめられた電荷は酸素原⼦上の電荷に収敏 する。それ故、同項はメタノールの⽔酸基 ⽔素に作⽤する酸素原⼦上の有効電荷と考 えることができる。そこで遷移状態アニオ ンとメタノール分⼦を含む系について分⼦ 軌道計算を⾏い、原⼦間距離の⽐、 ｒH-H'／ｒO-H'を求め、これより ｛ ｝
内の項、 即ち酸素原⼦上の有効電荷を算出した。特 異的相互作⽤エンタルピーを有効電荷（●）に対しプロットすると、求核種ア ニオンと遷移状態アニオンとを包含する統 ⼀的相関関係が得られた。3)（図１）

cicsj.chemistry.or.jp/13_6/youeki.html

2/5

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp21-24

この描像は反応速度測定、溶解熱測定、分⼦軌道計算という互いに独⽴な研究⽅法を駆使 して得られた結果を統合して導かれたものであり、今後の研究の⽅向を⽰唆するものと考え られる。
〔II〕．特に興味ある最近の話題から
Ｉ．メチルアミン類の塩基性における頂序の不規則性について
化学者を永年に亘って悩ませ続けた問題の⼀つにメチルアミン類の塩基性の順序における 不規
則性がある。即ち、⽔溶液中のアンモニアおよびメチルアミン類の塩基性を、共役酸のpKa ある
いは解離反応のΔＧ°値に従って並べると、次の様になり、ジメチルアミンとトリメチル アミンとの間でメチル基の数から期待した順序との逆転が起きることが広く知られていた。
ＮＨ3 ＜

ＭｅＮＨ2 ＜

Ｍｅ2ＮＨ

＞

Ｍｅ3Ｎ

他⽅、エントロピー変化、ΔＳ°/cal k-1 mol-1（カッコ内に⽰す）は次の様にメチル基の 数と共に規則的に変化し、上述の不規則性は観察されないから、化学者はその統⼀的説明を 求めて悩み続けたのである。
ＮＨ4+（－0.4）＞

ＭｅＮＨ3+（-4.7）＞

Ｍｅ2ＮＨ2+（-9.4）＞

Ｍｅ3ＮＨ+（-15.2）

近年、気相中における研究⼿段の進展につれて解離平衡の測定も可能となり、気相中の塩 基性が決定された。その順序は期待どうり、 ＮＨ3 ＜ ＭｅＮＨ2 ＜ Ｍｅ2ＮＨ ＜ Ｍｅ3Ｎ で あった。即ち、⽔溶液中における不規則性は溶質－溶媒相互作⽤の産物だったのである。
加藤、平⽥らはaｂ initio MO（HF/6-31G）法と分⼦性液体の統計⼒学的研究に使⽤される Ｒ
ＩＳＭ法（reference interaction site method）とを組み合わせることにより、この問題を解 析
し、溶質に由来する⾃由エネルギー変化、ΔＧ°（solute）と溶媒に由来する⾃由エネルギー 変
化、ΔＧ°（solvent）の定量化を⾏い、塩基性における不規則順序の再現に成功した。4)
II．３-⼒ルボキシベンゾイソオキサゾール（3-Carboxybenzisoxazole）の脱炭酸反応についてこの脱炭酸反応は次の機構で進⾏すると考えられ、⽔中より極性疎プロトン溶媒中で約 １０の８乗倍速やかに進⾏する。また、この反応はミセル、脂質２重膜、⼤環状ホスト分⼦、触媒 活性を⽰す抗体などの存在下で著しく加速されることなどの理由こより、広範囲の分野で興 味をもたれ、活発に研究されてきた。

cicsj.chemistry.or.jp/13_6/youeki.html

3/5

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp21-24

特に、溶液反応論の領域では、反応速度に及ぼす溶媒効果の起源は原系、遷移状態の何れ に有り、その相対的寄与はどの程度か︖
裂しているか︖

溶媒によって活性錯合体の構造はどの程度変化するか︖にどのような影響を及ぼすか︖
か︖

遷移状態ではＣ-ＣＯ2結合およびＮ-Ｏ結合はどの 程度解対イオン は反応速度

反応速度同位体効果はどのような分⼦論的意味 を持っているなどの点に興味が持たれていた。

GaoおよびHouk らはこの反応を次の⽅法で解析した。5,6) 1:ab initio MO法により 反応座標を計算する、2:溶媒分⼦からのポテンシャルを経験的に表現し、このポテンシャル 場の下で溶質分⼦を量⼦⼒学的に取り扱う、3:この⽅法（a combined quantum mechanical and molecularmechanics（ＱＭ／ＭＭ）approach で計算されたポテンシャルを⽤いて熱 ⼒学的摂動計算（thermodynamic perturbation method）を⾏い、反応座標に沿った溶媒和⾃ 由エネルギーの変化を計算する、4:反応系の全⾃由エネルギーを気相中の⾃由エネルギーと 溶媒和⾃由エネルギ
ーの和で表す。
これらの過程を経て導かれた結果は前述の問題提起に対し、実に具体的な解答を与えて居 り、
⽬を⾒張るほどである。また、この⽅法では動径分布関数が計算できるから、その積分 から溶質
中の対象原⼦に配位した溶媒分⼦の数の推定が可能である。⼀⽅、前節で述べた⽅ 法では分⼦熱⼒学（molecular thermodynamics）によりこれを推定する。何れにしろ、活性 錯合体と相互作⽤する溶媒分⼦数を推定する⽅法が複数開拓された意義は⼤きい。
III．１－オクタノールおよび１-オクタノール－⽔系の構造、分⼦動⼒学、溶媒和について
１-オクタノール－⽔系における溶質の分配係数は医薬品設計の基礎データとして広く使わ れると共に、⽣物学的活性との相関関係をとうしてこの系がリン脂質のモデル系である可能 性も指摘されていた。
Kollman らは分⼦動⼒学法（molecular dynamics）法および熱⼒学的摂動法（

thermodynamic perturbation theory）を⽤いてこの系を解析し、次の結果を得ている。7)１）１-オクタノール中の⽔分⼦の運動は疎⽔性炭化⽔素の存在により著しく制限されている、
２）１-オクタノールは逆ミセル構造を形成しているが、⽔の添加により構造性は更に強化 される、３）⽔－１-オクタノール中ではフェノールの⽔酸基は極性領域に存在するが、ベ ンゼンは⾮極性領域に存在する、４）１－オクタノールには３種類の誘電緩和時間が実験的 に観測されているが、分⼦動⼒学法でその再現に成功すると共に、新しい緩和機構を提唱出 来た。
あとかき
つい先⽇まで、計算機化学は、気相中の反応を検討する上には有⼒であっても、溶液反応 の理
解には⼒不⾜であると受け取られていたように思われる。しかし、上述の例にも⾒られ るように、複数の⽅法を有機的に組み合わせることにより現実の問題点を解析する上の有効 な⼿段となりつつある。他⽅、溶液反応では、エントロピ⼀が重要な役割を果たしており、 その分⼦論的理解が不可⽋である。⾃由エネルギーの計算が可能となった今⽇、この分野の 進展が待望されるところである。

cicsj.chemistry.or.jp/13_6/youeki.html

4/5

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), pp21-24

参考⽂献
1.B.J.Gertner, R.M.Whitnell, K.R.Wilson, and J.T.Hynes, J. Am. Chem. Soc., 1991, 113,
74.
Z.Y.Kondo, 0.Nonaka, K.Iwasaki, T.Kuwamoto, and T.Takagi, J. Chem. Soc. Perkin Trans.
2, 1994, 473.
3.Y.Kondo, W.Sugitani, M.Tokui, and T.Takagi, J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2, 1995, 1049.
4.M.Kawata, S.Ten-no, S.Kato, and F.Hirata, J. Am. Chem. Soc. , 1995, 117, 1638.
5.J.Gao, J. Am. Chem. Soc., 1995, 117, 8600.
6.H.Zipse, G.Apaydin, and K.N.Houk, J. Am. Chem. Soc. , 1995, 117, 8608.
7.S.E.DeBolt and P.A.Kollman, J. Am. Chem. Soc. , 1995, 117, 5316.
⽬次へ戻る

cicsj.chemistry.or.jp/13_6/youeki.html

5/5

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), p25

部会⾏事

第7回ケモメトリツクス・ワークシヨップの報告
キッコーマン株式会社研究本部

相島鐵郎

11⽉29⽇（⽔）午前10時から午後5まで⽇本化学会会館5階会議室において、標記 のワークシ
ョッブを開催した。まず⽇本たばこ産業（株）榊武志⽒による開会の 挨拶。次いでお茶の⽔⼥⼦
⼤学藤枝修⼦⽒が「ケモメトリックスにおける最近の 動向」として、本ワークシヨップを初め情報化学部会が過去6年間において関与し たケモメトリックスに関連する各種集会、さらに出版物及び⼿法の活⽤には不可 ⽋な各種ソフトウェアを紹介した。
さてケモメトリックス（chemometrics）という⾔葉は本来、Umea⼤学のDr．Wold
が"kemometori"として1972年に新造したスウェーデン語として誕⽣し、これをワ シントン⼤学（シアトル）のDr．Kowalskiが英訳した。その彼がケモメトリックス に必要な⼿法を集めたソフ
トウェアを普及するために1978年設⽴したのがlnfomet orix lnc．であり、古くはミニコン⽤のArthur、近年はIBM互換パーソナル・コン ピュータ（PC）⽤のソフトウェア、Pirouetteを販売している。そこで今回、lnfome trix社のDr．Rohrback社⻑を招き、「多変量データの解析とその視覚化」という 演題により下記内容で約5時間にわたり講演して頂いた。
1. 探索的なデータ解析︓デー⼣変換、クラス⼣分析、主成分分析
2. 多変量分類︓分類の基礎概念、KNN法、SIMCA
3. 多変量回帰分析︓主成分回帰分析、PLS回帰分析
4. オートメーション化の実例︓Evolving Factor Analysisによるピーク分離
Dr．Rohrbackは持参したノートブック型PCとOHP投影⽤の液晶パネルを利⽤して 図表をスクリーンに⽰しながら講演した。各テーマごとの切れ⽬には参加者から の熱⼼な質問もあり、活気に満ちた会となった。液晶パネルを使⽤すると通常のO HP使⽤時よりもやや暗い環境が必要となるが、プレゼンテーション⽤のソフトウ ェアで作成したカラフルな図、しかも要所要所には私が前もって⽇本語訳して送 っておいたキーワードを画像取り込みで張り付けて⾒せる⼿際の良さ
で、必ずし も単純ではない⼿法の概念を理解しやすく⽰してくれた。また必要に応じてPCに イ
ンストールしたPirouetteにより、実際の解析⼿順や解析例も⽰した。このよう に、可能なメディ
アを組み合わせて聴衆にアピールする技術のアメリカにおける 進歩には、⾒習うべき点も少なくない。確かにPCから直接スクリーンに映し出せ ば、講演直前での修正も可能であるし0HP⽤の透明フィルムも不要で、「環境に優 しい講演」となる。
約50名の参加者の⼤半は企業からであり、藤枝⽒のご指摘のように⼤学関係の ケモメトリック
スに対する関⼼の低さが少々気になった。講演終了後、講師を囲 む懇親会にうつり7時に散会した。なお次回は11⽉22⽇（⾦）、場所は同じ⽇本化 学会会館においてケモメトリックス分野ではPLS法を利⽤したソフトウェア、Unsc ramblerで有名なノルウェーのCAMO社による「実験計
画法と最適化及びPLSを中⼼ にした多変量検量法」に関する講演を予定している。
⽬次へ戻る

cicsj.chemistry.or.jp/13_6/gyouji.html

1/1

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), p26

関連記事［量⼦有機化学研究会］の発⾜の経緯
星薬科⼤学

市川

紘

第1回量⼦有機化学シンポジウムを次⾴プログラムに⽰す要領で開催することになりま した．
情報化学部会員のご参加を歓迎いたします．本シンポジウムの主催は［量⼦有機化 学研究会］という設⽴間もない団体ですが，現在までの経緯と活動状況を紹介することで 設⽴の⽬的をお知ら
せいたします．
1994年3⽉に、友⽥修司（東京⼤学）、稲垣都⼠（岐⾩⼤学）、それに私が世話⼈とな り、
我々と同じような問題意識を持っていそうでしかもアクティブな有機化学者（５名） および量⼦
化学者（５名）に以下の［量⼦有機化学研究会］の発⾜の発起⼈依頼書を送り ました．
近年の有機化学と量⼦化学との発展には⽬を⾒張るものがあります．外国雑誌に発表さ れる論⽂等から推察して，有機化学現象の量⼦論的解釈は今後もますます盛んになるもの と思われます．有機化学における現象も⾃然現象の⼀つで，⾃然の基本法則をもとにして 統⼀的に説明されるべきで当然の傾向と考えられます．
ところで，有機化学問題の量⼦化学的研究と有機化学との間にギャップを感じませんで しょう
か︖童⼦化学者による研究はエネルギー低下と構造の問題に終始しているように感 じられ，なぜそうなるかという疑問に，有機化学者が納得するような答えを与えている論 ⽂は⾮常に少ないと思われます．⼀⽅，有機化学ではいわゆる有機電⼦理論を発展させて きました．有機電⼦理論はいろいろ問題はありますが，かなり多くの現象を説明し，強い ては予測さえも可能であります．
したがって，有機電⼦論にはなんらかの真実が含まれて いるように思われますが⾃然法則から遊離しているのも事実です．これらの理論のギャッ プを埋めるように有機化学の基礎研究と量⼦化学とは現在の状態よりもっと密であってよ いと考えられる次第であります．
以上のようなことはほんの⼀例ですが，このような問題を解決する趣旨で［量⼦有機化 学研究会］を発⾜させたく先⽣に発起⼈をお願いするしだいです．この依頼状は全国の発 起⼈の可能性のある若⼿の⽅々（10名程度）にお願いしております．会の趣旨の詳細およ び規模等の詳細はは発起⼈の会合で話あいたいと思いますが，先⽣には会の趣旨に賛同さ れ是⾮発起⼈になっていた
だきたく存じます．なお，本会は⽇本化学会の研究会として申 請する予定です．
結果は，全ての⽅々から賛同をいただき，［量⼦有機化学研究会］が発⾜しました．現 在の会の代表は藤本 博（京都⼤学），幹事は友⽥，稲垣，市川です．事務局はとりあえ ず，星薬科⼤学に置いております．今までの活動として，まづ，有機化学者と量⼦化学者 が本⾳で話し合うことと親睦を⽬的に，寝⾷をともにした勉強会を4回各地（箱根，福 岡，奈良，岡⼭）で⾏ってきました．平成7年度に化学会の研究会として認可され，さら に⽂部省の科研費総合研究（B）の補助を得ましたので，本研究会のデビューをかねて ［第1回量⼦有機化学シンポジウム］を開催す
る運びとなりました．
設⽴の⽬的から明らかなようにこの団体は純粋に研究を⽬的としております．分⼦軌道 計算をエネルギーや構造計算のブラックボックス的道具とは考えず，有機化学において培 われた概念や種々の現象を基本的に理解しようとする研究者のご賛同を歓迎しておりま す．本会についてのお問い合わせ等は事務局までご連絡ください．
⽬次へ戻る
cicsj.chemistry.or.jp/13_6/ryoushi.html

1/2

2020/12/16

cicsj.chemistry.or.jp/13_6/ryoushi.html

CICSJ Bull 13(6), p26

2/2

2020/12/16

CICSJ Bull 13(6), p27

関連記事

第1回量⼦有機化学シンポジウム
主催

量⼦有機化学研究会
共催 ⽇本化学会他
開催⽇
平成8年1⽉27⽇(⼟)
場所
東京⼤学薬学部記念講堂
東京都⽂京区本郷7-3-1

9:30-10:15
軌道相互作⽤と分⼦の化学的硬さ

京⼤･⼯

10:15-11:00
ヒドリド還元反応における⾯選択性の起源

東⼤･教養

11:00-11:45
有機合成と分⼦軌道計算

東⼤･理

1:00･1:4S
ジェミナル相互作⽤とひずみ

岐⾩⼤･⼯

藤本

博

友⽥

中村

修司

栄⼀

稲垣

都⼠

1:45-2:30
⾼度に変形したベンゼン環をもつシクロファンの合成,構造,反応性
北⼤･理

辻

孝

2:30-3:15
有機ケイ素化学における軌道理論

東北⼤･理

吉良

3:30-4:15
環化付加反応とシグマトロピー転位反応の相関

奈良教育⼤学

4:15-5:00
電⼦軌道⽴体効果という新⽴体効果に対する⼀般則

東⼤･薬

満夫

⼭辺

⼤和⽥

信⼀

智彦

ご来聴を歓迎します．資料を⽤意する都合上参加希望される⽅は下記にご連絡ください．
参加費 無料
連絡先 142 東京都品川区荏原2-4-41
星薬科⼤学 量⼦有機化学研究会事務局
市川 紘
TEL 03-S498-S761
FAX 03･3787･0429
E-mail:ichikawa@hoshi.ac.jp

⽬次へ戻る
cicsj.chemistry.or.jp/13_6/sympo.html

1/1