JP6099820B2 - 排他的分子軌道分布を有する分子軌道ライブラリおよびこれを用いた分子軌道分布領域評価方法およびこれを用いたシステム - Google Patents
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Description
本発明は、排他的分子軌道分布を有する分子軌道ライブラリを用いた分子軌道分布領域評価方法およびこれを用いたシステムに関するものであって、より詳細には、定量的に分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）分布を比較することができる新たな分析方法を用いた分子軌道分布領域評価方法およびこれを用いたシステムに関するものである。
物質固有の電気化学的特性は、電子の移動およ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、物質の開発に非常に重要である。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示すことができるが、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において確率的な概念で電子の分布を示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ディンガー方程式（Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ ｅｑｕａｔｉｏｎ）を計算して求めることができる。
現在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）を通した３次元や２次元の図を生成して視覚的に比較する、例えば、非特許文献１における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の薄膜に使用されるＮＰＢ（Ｎ，Ｎ’‐Ｄｉ［（１‐ｎａｐｈｔｈｙｌ）‐Ｎ，Ｎ’‐ｄｉｐｈｅｎｙｌ］‐１，１’‐（ｂｉｐｈｅｎｙｌ）‐４，４’‐ｄｉａｍｉｎｅ）分子の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すものである。図１を描くために、分子軌道視覚化プログラムのＭＡＴＥＲＩＡＬ ＳＴＵＤＩＯのプログラムであるビジュアライザ（ｖｉｓｕａｌｉｚｅｒ）を用いた。分子軌道分布となっている領域（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、分子軌道が全般的に分子の全領域にわたって均一に分布していることが分かる。
しかし、前記ケースから分かるように、視覚化による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異なることがあって、正確に比較しにくい。例えば、前記ケースにおいても、（１）分子軌道が全般的に分子全体によく分布しているため、「分子軌道がよく分布する」と評価することができるが、（２）両端のＮａｐｈｔｈａｌｅｎｅで分布がよくなっていないため、「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ある。このような定性的な比較方法が有する問題は、前記例のように、１つの物質に対する分子軌道分布評価の場合よりも、２個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より大きくなる。すなわち、物質の開発では、分子軌道Ａの分布が、分子軌道Ｂの分布と互いにどの程度類似するかを評価して電気化学的物性評価を行わなければならない場合が多いが、この場合、視覚による定性的比較は、基準によって評価結果が大きく異なり得るため、１個の分子軌道を評価することよりも不正確である。このような問題は、定性的な方法による分子軌道分布の比較でのみ発生するのではなく、すべての定性的な比較方法が有する最も根本的な限界点の一つである。現在まで定性的な比較のみが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、物質の開発において電子親和度（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ａｆｆｉｎｉｔｙ）などのような電子の移動によって決定される基本物性とともに、分子軌道分布をより効果的に利用することができる。
これに関連し、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も考慮した量子学的計算に基づき算出された分子の反応性指標を利用した新たな化学物質の活性度の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の差を定量的に比較するには限界がある問題がある。
このために、本発明の発明者らは、既存の定性的な方法が有する限界点を克服するために、分子軌道分布特性を定量的に評価することができる新たな方法として、ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅを開発した。前記ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ方法は、０．０から１．０の間の値を有するが、２つの分子軌道分布が同一の場合、１．０の値を示し、分布の差が大きくなるほど、１．０より小さい値を示す。前記ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅを利用すれば、２つの物質の間の分子軌道分布の差をデジタル化（Ｄｉｇｉｔａｌｉｚｅｄ）された値で知ることができて、定量的に正確に評価することができる。
例えば、分子軌道が全体構造に均一に分布している分子Ａに対してＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅを計算した結果、Ａ１、Ａ２、Ａ３がそれぞれ０．９９５、０．８７５、０．８９３の値を示すとすれば、Ａ１の分子軌道分布は、ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値が０．９９５でほぼ１．０に近いため、Ａと類似の分子軌道分布を有し、Ａ２とＡ３は、いずれもＡに対するＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅが１．０より小さい値を有するため、Ａと異なる分子軌道分布特性を示す。このように、ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ計算により、Ａ２とＡ３は、分子全体に分子軌道が均一に分布しないことが分かるが、Ａ２とＡ３のどの細部領域にのみ分子軌道が分布し、分子全体に均一に分布する分子軌道を有するＡと異なる分子軌道特性を示すかを知ることはできない。このように分子軌道が分布する領域を評価するためには新たな方法が必要であり、本発明の発明者らは、このための第１ステップとして、分子軌道分布領域の評価において比較基準として使用可能なＲ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ；Ｒ‐ＭＯ Ｌｉｂｒａｒｙ；領域特有分子軌道ライブラリ）を開発した。Ｒ‐分子軌道ライブラリは、分子の細部構造領域に対して固有の分子軌道分布特性を有する物質で構成されていて、分子軌道分布領域の評価において基準として使用可能であり、ひいては、これに対する拡張の必要性が要求される。
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ Ａｒｏｍａｔｉｃ Ｓｙｓｔｅｍｓ：Ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ ｔｏ Ｐａｒａ‐Ｄｅｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘｅｓ（ＰＤＩ）
本発明は、多様なパターンで固有の分子軌道分布領域特性を代表できるＲ‐分子軌道ライブラリおよび拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリによって定量的に分子軌道分布領域を評価することができる分子軌道分布領域評価方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は、
ａ）特定形態の分子軌道を有する複数の物質のうちのいずれか１つであるＡ（１）を選択した後、前記Ａ（１）に対して、下記のｉ）〜ｉｉｉ）ステップによって求めたＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値がｐ以下のＡ（２）を選択するステップ：
ｉ）分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）分布を比較する２個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、
ｉｉ）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ｉ）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、構造特性に応じた分子軌道分布を求めるステップ、および
ｉｉｉ）前記ｉｉ）ステップで求めた構造特性に応じた分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）分布を利用して、下記の式２のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ‐Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ Ｓｃｏｒｅ，分子軌道分布差スコア）値を求めるステップ、
ｂ）前記ａ）ステップで得たＡ（１）とＡ（２）を、Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ−Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ，領域特有分子軌道ライブラリ）に構成物質として含ませるステップと、
ｃ）前記複数の物質のうちの他の１つであるＡ（３）を選択し、すでにＲ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ−Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）に含まれた複数の物質とのＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、最大値がｑ以下で、かつ最小値がｒ以下であれば、Ａ（３）を、Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）の構成物質Ａ（ｍ）として含ませるステップと、
ｄ）前記ｃ）ステップを繰り返して、複数の物質の全部に対してＲ‐分子軌道ライブラリに含まれるかを確認して、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）を求めるステップと、
ｅ）前記複数の物質のうち、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質に含まれていない候補物質ＡＸ（ｋ）のうちのいずれか１つであるＡＸ（１）を選択した後、前記ｄ）ステップで求められたＲ‐分子軌道ライブラリのすべての構成物質Ａ（ｍ）とＡＸ（１）との間のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、その最大値がｐ’以上であれば、最大値を有する構成物質Ａ（ｍ）の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ‐Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）に拡張物質Ａｍ（ｋ’）として含ませるステップと、
ｆ）前記ｅ）ステップを繰り返して、前記候補物質ＡＸ（ｋ）の全部に対して拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリに拡張物質として含まれるかを確認するステップとを含み、
前記ｐは０．７≦ｐ≦０．８で、ｑは０．８５≦ｑ≦０．９５で、ｒは０．６５≦ｒ≦０．７５で、前記ｐ’は０．９０≦ｐ’＜１．０である、拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ‐Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）の構築方法を提供する。
（式２）
ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ＝１．０ − ＴＰＤ
（式中、ＴＰＤは、下記の式３の通りである。）
ａ）特定形態の分子軌道を有する複数の物質のうちのいずれか１つであるＡ（１）を選択した後、前記Ａ（１）に対して、下記のｉ）〜ｉｉｉ）ステップによって求めたＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値がｐ以下のＡ（２）を選択するステップ：
ｉ）分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）分布を比較する２個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、
ｉｉ）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ｉ）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、構造特性に応じた分子軌道分布を求めるステップ、および
ｉｉｉ）前記ｉｉ）ステップで求めた構造特性に応じた分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）分布を利用して、下記の式２のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ‐Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ Ｓｃｏｒｅ，分子軌道分布差スコア）値を求めるステップ、
ｂ）前記ａ）ステップで得たＡ（１）とＡ（２）を、Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ−Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ，領域特有分子軌道ライブラリ）に構成物質として含ませるステップと、
ｃ）前記複数の物質のうちの他の１つであるＡ（３）を選択し、すでにＲ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ−Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）に含まれた複数の物質とのＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、最大値がｑ以下で、かつ最小値がｒ以下であれば、Ａ（３）を、Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）の構成物質Ａ（ｍ）として含ませるステップと、
ｄ）前記ｃ）ステップを繰り返して、複数の物質の全部に対してＲ‐分子軌道ライブラリに含まれるかを確認して、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）を求めるステップと、
ｅ）前記複数の物質のうち、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質に含まれていない候補物質ＡＸ（ｋ）のうちのいずれか１つであるＡＸ（１）を選択した後、前記ｄ）ステップで求められたＲ‐分子軌道ライブラリのすべての構成物質Ａ（ｍ）とＡＸ（１）との間のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、その最大値がｐ’以上であれば、最大値を有する構成物質Ａ（ｍ）の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ‐Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）に拡張物質Ａｍ（ｋ’）として含ませるステップと、
ｆ）前記ｅ）ステップを繰り返して、前記候補物質ＡＸ（ｋ）の全部に対して拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリに拡張物質として含まれるかを確認するステップとを含み、
前記ｐは０．７≦ｐ≦０．８で、ｑは０．８５≦ｑ≦０．９５で、ｒは０．６５≦ｒ≦０．７５で、前記ｐ’は０．９０≦ｐ’＜１．０である、拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ‐Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）の構築方法を提供する。
（式２）
ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ＝１．０ − ＴＰＤ
（式中、ＴＰＤは、下記の式３の通りである。）
（式中、Ｐｒｏｆ（Ａｋ）とＰｒｏｆ（Ｂｋ）はそれぞれ、ＲＤＭ（ｋ）に属する分子軌道の値を示し、Ｎは、ＲＤＭの総数である。）
また、本発明は、ａ）特定形態の分子軌道を有する複数の物質のうちのいずれか１つであるＡ（１）を選択した後、前記Ａ（１）に対して、下記のｉ）〜ｉｉｉ）ステップによって求めたＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値がｐ以下のＡ（２）を選択した後、前記Ａ（１）とＡ（２）を、Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）に構成物質Ａ（ｍ）として含ませる初期設定モジュール：
ｉ）分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）分布を比較する２個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、
ｉｉ）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ｉ）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、構造特性に応じた分子軌道分布を求めるステップ、および
ｉｉｉ）前記ｉｉ）ステップで求めた構造特性に応じた分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）分布を利用して、下記の式２のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ‐Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ Ｓｃｏｒｅ）値を求めるステップ、
ｂ）前記複数の物質のうちの他の１つであるＡ（３）を選択し、すでにＲ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）に含まれた複数の物質とのＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、最大値がｑ以下で、かつ最小値がｒ以下であれば、Ａ（３）を、Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）の構成物質Ａ（ｍ）として含ませた後、複数の物質の全部に対してＲ‐分子軌道ライブラリに含まれるかを確認して、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）を求める構成物質確認モジュールと、
ｃ）前記複数の物質のうち、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）に含まれていない候補物質ＡＸ（ｋ）のうちのいずれか１つであるＡＸ（１）を選択した後、前記構成物質確認モジュールで求められたＲ‐分子軌道ライブラリのすべての構成物質Ａ（ｍ）とＡＸ（１）との間のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、その最大値がｐ’以上であれば、最大値を有する構成物質Ａ（ｍ）の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ‐Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）に拡張物質Ａｍ（ｋ’）として含ませた後、前記候補物質ＡＸ（ｋ）の全部に対して拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリに拡張物質として含まれるかを確認して、拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの拡張物質を求める拡張物質確認モジュールとを含み、
前記ｐは０．７≦ｐ≦０．８で、ｑは０．８５≦ｑ≦０．９５で、ｒは０．６５≦ｒ≦０．７５で、前記ｐ’は０．９０≦ｐ’＜１．０である、拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ‐Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）の構築システムを提供する。
（式２）
ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ＝１．０ − ＴＰＤ
（式中、ＴＰＤは、下記の式３の通りである。）
ｉ）分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）分布を比較する２個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、
ｉｉ）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ｉ）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、構造特性に応じた分子軌道分布を求めるステップ、および
ｉｉｉ）前記ｉｉ）ステップで求めた構造特性に応じた分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）分布を利用して、下記の式２のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ‐Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ Ｓｃｏｒｅ）値を求めるステップ、
ｂ）前記複数の物質のうちの他の１つであるＡ（３）を選択し、すでにＲ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）に含まれた複数の物質とのＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、最大値がｑ以下で、かつ最小値がｒ以下であれば、Ａ（３）を、Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）の構成物質Ａ（ｍ）として含ませた後、複数の物質の全部に対してＲ‐分子軌道ライブラリに含まれるかを確認して、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）を求める構成物質確認モジュールと、
ｃ）前記複数の物質のうち、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）に含まれていない候補物質ＡＸ（ｋ）のうちのいずれか１つであるＡＸ（１）を選択した後、前記構成物質確認モジュールで求められたＲ‐分子軌道ライブラリのすべての構成物質Ａ（ｍ）とＡＸ（１）との間のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、その最大値がｐ’以上であれば、最大値を有する構成物質Ａ（ｍ）の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ‐Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）に拡張物質Ａｍ（ｋ’）として含ませた後、前記候補物質ＡＸ（ｋ）の全部に対して拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリに拡張物質として含まれるかを確認して、拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの拡張物質を求める拡張物質確認モジュールとを含み、
前記ｐは０．７≦ｐ≦０．８で、ｑは０．８５≦ｑ≦０．９５で、ｒは０．６５≦ｒ≦０．７５で、前記ｐ’は０．９０≦ｐ’＜１．０である、拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ‐Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）の構築システムを提供する。
（式２）
ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ＝１．０ − ＴＰＤ
（式中、ＴＰＤは、下記の式３の通りである。）
（式中、Ｐｒｏｆ（Ａｋ）とＰｒｏｆ（Ｂｋ）はそれぞれ、ＲＤＭ（ｋ）に属する分子軌道の値を示し、Ｎは、ＲＤＭの総数である。）
本発明にかかる排他的分子軌道分布を有する分子軌道ライブラリを用いた分子軌道分布領域評価方法によれば、多様なパターンで固有の分子軌道分布領域特性を代表できる拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリによって定量的に分子軌道分布領域を正確に評価することができ、定量的な分子軌道分布評価の適用範囲を大きく拡大させて、分子軌道情報が物質の開発においてより体系的に利用できる効果がある。
本発明の発明者らは、比較基準として使用するために開発されたＲ‐分子軌道ライブラリに基づいてさらに拡張して分子軌道分布領域特性を多様なパターンで示すことのできる拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ‐Ｒ‐ＭＯ Ｌｉｂｒａｒｙ）を開発した。前記拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリは、固有の分子軌道分布領域特性を示すＲ‐分子軌道ライブラリの構成物質と各構成物質が示す分布領域特性を多様なパターンで示すことのできる拡張物質で構成されている。また、本発明の発明者らは、拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリを用いて定量的に分子軌道分布領域を評価することができる新たな方法であるＭＯＤＲＥＭ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇ Ｒｅｇｉｏｎ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ，分子軌道分布領域推定方法）を開発した。本発明にかかる前記拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリとこれを用いたＭＯＤＲＥＭによって定量的な分子軌道分布評価方法を分子軌道分布領域の評価まで拡張させることができて、分子軌道情報をより体系的に利用することができると期待される。以下、前記本発明の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリとこれを用いたＭＯＤＲＥＭを用いた定量的な分子軌道分布評価方法を詳細に説明する。
本発明にかかる拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ‐Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）の構築方法は、 ａ）特定形態の分子軌道を有する複数の物質のうちのいずれか１つであるＡ（１）を選択した後、前記Ａ（１）に対して、下記のｉ）〜ｉｉｉ）ステップによって求めたＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値がｐ以下のＡ（２）を選択するステップ：
ｉ）分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）分布を比較する２個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、
ｉｉ）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ｉ）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、構造特性に応じた分子軌道分布を求めるステップ、および
ｉｉｉ）前記ｉｉ）ステップで求めた構造特性に応じた分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）分布を利用して、下記の式２のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ‐Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ Ｓｃｏｒｅ，分子軌道分布差スコア）値を求めるステップ、
ｂ）前記ａ）ステップで得たＡ（１）とＡ（２）を、Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）に構成物質Ａ（ｍ）として含ませるステップと、
ｃ）前記複数の物質のうちの他の１つであるＡ（３）を選択し、すでにＲ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）に含まれた複数の物質とのＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、最大値がｑ以下で、かつ最小値がｒ以下であれば、Ａ（３）を、Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）の構成物質Ａ（ｍ）として含ませるステップと、
ｄ）前記ｃ）ステップを繰り返して、複数の物質の全部に対してＲ‐分子軌道ライブラリに含まれるかを確認して、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）を求めるステップと、
ｅ）前記複数の物質のうち、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）に含まれていない候補物質ＡＸ（ｋ）のうちのいずれか１つであるＡＸ（１）を選択した後、前記ｄ）ステップで求められたＲ‐分子軌道ライブラリのすべての構成物質Ａ（ｍ）とＡＸ（１）との間のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、その最大値がｐ’以上であれば、最大値を有する構成物質Ａ（ｍ）の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ‐Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）に拡張物質Ａｍ（ｋ’）として含ませるステップと、
ｆ）前記ｅ）ステップを繰り返して、前記候補物質ＡＸ（ｋ）の全部に対して拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリに拡張物質として含まれるかを確認するステップとを含み、
前記ｐは０．７≦ｐ≦０．８で、ｑは０．８５≦ｑ≦０．９５で、ｒは０．６５≦ｒ≦０．７５で、前記ｐ’は０．９０≦ｐ’＜１．０であることを特徴とする。
ｉ）分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）分布を比較する２個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、
ｉｉ）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ｉ）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、構造特性に応じた分子軌道分布を求めるステップ、および
ｉｉｉ）前記ｉｉ）ステップで求めた構造特性に応じた分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）分布を利用して、下記の式２のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ‐Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ Ｓｃｏｒｅ，分子軌道分布差スコア）値を求めるステップ、
ｂ）前記ａ）ステップで得たＡ（１）とＡ（２）を、Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）に構成物質Ａ（ｍ）として含ませるステップと、
ｃ）前記複数の物質のうちの他の１つであるＡ（３）を選択し、すでにＲ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）に含まれた複数の物質とのＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、最大値がｑ以下で、かつ最小値がｒ以下であれば、Ａ（３）を、Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）の構成物質Ａ（ｍ）として含ませるステップと、
ｄ）前記ｃ）ステップを繰り返して、複数の物質の全部に対してＲ‐分子軌道ライブラリに含まれるかを確認して、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）を求めるステップと、
ｅ）前記複数の物質のうち、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）に含まれていない候補物質ＡＸ（ｋ）のうちのいずれか１つであるＡＸ（１）を選択した後、前記ｄ）ステップで求められたＲ‐分子軌道ライブラリのすべての構成物質Ａ（ｍ）とＡＸ（１）との間のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、その最大値がｐ’以上であれば、最大値を有する構成物質Ａ（ｍ）の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ‐Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）に拡張物質Ａｍ（ｋ’）として含ませるステップと、
ｆ）前記ｅ）ステップを繰り返して、前記候補物質ＡＸ（ｋ）の全部に対して拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリに拡張物質として含まれるかを確認するステップとを含み、
前記ｐは０．７≦ｐ≦０．８で、ｑは０．８５≦ｑ≦０．９５で、ｒは０．６５≦ｒ≦０．７５で、前記ｐ’は０．９０≦ｐ’＜１．０であることを特徴とする。
本発明者らは、前記拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの構築方法を、「Ｅｘｔ‐Ｒ‐ＭＯライブラリ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ‐Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）」の構築方法と名付けた。前記Ｅｘｔ‐Ｒ‐ＭＯ Ｌｉｂｒａｒｙの構築方法は、多様なパターンで固有の分子軌道分布領域特性を代表できる拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリによって定量的に分子軌道分布領域を正確に評価することができる方法である。以下、Ｅｘｔ‐Ｒ‐ＭＯライブラリの構築方法を詳細に説明する。
本発明のａ）ステップでは、特定形態の分子軌道を有する複数の物質のうちのいずれか１つであるＡ（１）を選択した後、前記選択されたＡ（１）とのＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値がｐ以下のＡ（２）を、下記の方法によって得ることを特徴とする。
本発明で使用するＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値は、ｉ）分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）分布を比較する２個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、ｉｉ）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ｉ）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、構造特性に応じた分子軌道分布を求めるステップと、ｉｉｉ）前記ｉｉ）ステップで求めた構造特性に応じた分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）分布を利用して、下記の式２のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ‐Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ Ｓｃｏｒｅ）値を求めるステップとを含んで求めることができる。
（式２）
ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ＝１．０ − ＴＰＤ
（式中、ＴＰＤは、下記の式３の通りである。）
（式２）
ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ＝１．０ − ＴＰＤ
（式中、ＴＰＤは、下記の式３の通りである。）
（式中、Ｐｒｏｆ（Ａｋ）とＰｒｏｆ（Ｂｋ）はそれぞれ、ＲＤＭ（ｋ）に属する分子軌道の値を示し、Ｎは、ＲＤＭの総数である。）
本発明のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値の計算方法は、まず、前記ｉ）ステップで分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）分布を比較する２個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、分子内における電子の波動的（ｗａｖｅ‐ｌｉｋｅ）挙動を示す数学的な関数で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個の分子軌道対象は、１個の分子に対する２つの電子状態に対するものになっていてもよいし（例えば、同一の分子に対するＮｅｕｔｒａｌ（中性）／ＨＯＭＯとＮｅｕｔｒａｌ／ＬＵＭＯ）、２個の分子に対する同一または互いに異なる電子状態になっていてよい（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個の分子軌道を定めてから、それぞれに対する量子力学計算により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特別な制限はないが、好ましくは、物質の分子構造で計算される各点における軌道波動関数（ｏｒｂｉｔａｌ ｗａｖｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ、ψ）の二乗である電子密度（ψ２）の分布によっ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）計算を利用してもよい。具体的には、本発明の発明者らは、ＤＦＴ（Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｔｈｅｏｒｙ，密度汎関数理論）に根拠をおいた、ＡＣＣＥＬＲＹＳ社開発のＭＡＴＥＲＩＡＬ ＳＴＵＤＩＯのＤＭｏｌ３を用いて分子軌道の分布を計算した。
本発明のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値の計算方法は、前記ｉｉ）ステップで各分子軌道の構造特性を計算した後、前記ｉ）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、構造特性に応じた分子軌道分布を求めることを特徴とする。
前記構造特性の計算は、（ｘ，ｙ，ｚ）の原子座標（ａｔｏｍｉｃ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ）を用いて計算することができ、このような情報を、構造特性の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、分子軌道分布は単に分子全体に散らばっているデータに過ぎず、何ら情報を与えることができないからである。したがって、与えられた分子構造に対する特性化の計算は、分子内の中心から出発するＲＤＭ（ｒａｄｉａｌｌｙ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｍｅｓｈ，動径離散メッシュ）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）に一定の間隔をもって増加するメッシュ（ｍｅｓｈ）を示す。前記ＲＤＭによる分子構造の計算において、分子内の中心（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）を求める方法は、次の式１−１〜１−３の通りである。
前記式１−１〜１−３において、ＮＡＴは、分子を構成する原子座標の総数を示す。
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。
ＲＤＭの計算は、図２を通してより具体的に知ることができるが、分子構造の原子がすべて含まれるまで、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、すべ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の計算において、ＲＤＭの総数であるｎ値は、比較対象である２個の分子軌道に対して同一に設定し、前記ｎ値は特別な制限はないが、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。これにより、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関する分子軌道情報にマッチング（ｍａｔｃｈｉｎｇ）させる。前記求められたＲＤＭ情報を用いて、後述のｉｉｉ）ステップでグラフベースのプロファイル（ｇｒａｐｈ‐ｂａｓｅｄ ｐｒｏｆｉｌｅ）の計算に利用する。
本発明のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値の計算方法は、前記ｉｉｉ）ステップにおいて、前記ｉｉ）ステップで求めた２個のＲＤＭを通した構造特性に応じた分子軌道（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。
本発明は、前記ｉｉ）ステップで計算された２個のＲＤＭ計算により、それぞれのＲＤＭに対して分子軌道がどのように分布しているかを計算することができ、これをＲＤＭ‐ｐｒｏｆｉｌｅという。本発明では、前記２個の分子軌道に対するＲＤＭ構造の特性化により、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の差（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の間の値を有することとなる。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一であり、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の比較により、２個の分子軌道による構造に対して、それぞれＲＤＭ構成によっ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知ることができ、これは、前記求めたすべてのＲＤＭの場合に対して合算した下記の式３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。
（式中、Ｐｒｏｆ（Ａｋ）とＰｒｏｆ（Ｂｋ）はそれぞれ、ＲＤＭ（ｋ）に属する分子軌道の値を示し、Ｎは、ＲＤＭの総数である。）
また、前記求めたＴＰＤ値を用いて、２個の分子軌道分布の差をより定量的に比較可能なＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅを、下記の式２のように計算することができる。
（式２）
ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ＝１．０ − ＴＰＤ
（式２）
ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ＝１．０ − ＴＰＤ
前記のように計算されたＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅは、０．０〜１．０の間の値を有し、２個の分子軌道分布が正確に同一の場合には、ＴＰＤ値は０．０で、最終ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅの値は１．０を有する。したがって、２個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こととなる。このように２個の分子軌道間の分布の差を、ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅによって定量的に分析することができる。
前記のように、ａ）ステップで特定形態の分子軌道を有する複数の物質のうちのいずれか１つであるＡ（１）を選択した後、前記選択されたＡ（１）とのＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値がｐ以下のＡ（２）を得た後、ｂ）ステップでは、ａ）ステップで得たＡ（１）とＡ（２）を、Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）に構成物質Ａ（ｍ）として含ませる。前記一定の値（ｐ）は、使用者が所望する値であれば特別な制限はないが、Ａ（１）とＡ（２）の分子軌道の分布が十分な差を有するために、０．７≦ｐ≦０．８の範囲を有することが好ましい。
その後、ｃ）ステップでは、前記複数の物質のうちの他の１つであるＡ（３）を選択し、すでにＲ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）に含まれた複数の物質とのＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、最大値（ｑ）が発明者の設定した一定の値以下で、かつ最小値が発明者の設定した一定の値以下であれば、Ａ（３）を、Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）に構成物質Ａ（ｍ）として含ませる。前記最大値（ｑ）は、使用者が所望する値であれば特別な制限はないが、分子軌道の分布が類似性を有するために、０．８５≦ｑ≦０．９５の範囲を有することが好ましく、前記最小値（ｒ）は、使用者が所望する値であれば特別な制限はないが、分子軌道の分布が十分な差を有するために、０．６５≦ｒ≦０．７５の範囲を有することが好ましい。
その後、ｄ）ステップにおいて、前記ｃ）ステップを繰り返して、複数の物質の全部に対してＲ‐分子軌道ライブラリに含まれるかを確認して、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）を求める。
その後、ｅ）ステップでは、前記複数の物質のうち、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）に含まれていない候補物質ＡＸ（ｋ）のうちのいずれか１つであるＡＸ（１）を選択した後、前記ｄ）ステップで求められたＲ‐分子軌道ライブラリのすべての構成物質Ａ（ｍ）とＡＸ（１）との間のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、その最大値がｐ’以上であれば、最大値を有する構成物質Ａ（ｍ）の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ‐Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）に拡張物質Ａｍ（ｋ’）として含ませる。
その後、ｆ）ステップでは、前記ｅ）ステップを繰り返して、前記候補物質ＡＸ（ｋ）の全部に対して拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリに拡張物質として含まれるかを確認して、拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの拡張物質Ａｍ（ｋ’）を求める。
本発明において、前記ｂ）ステップ〜ｄ）ステップで求めるＲ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）の構築方法の概念は、図３〜図５を通してより具体的に知ることができる。
まず、図３で説明するように、分子軌道分布が分子構造全体に均一に分布しているＡ１に対して、分子軌道分布が、（１）の両端にのみ分布するＬ１と、（２）中央にのみ分布するＬ２に対して、ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅを計算して評価すれば、いずれも０．９００より小さい値を有し、Ａ１に対してＬ１とＬ２の分布特性が類似しないことは分かるが、Ｌ１とＬ２がどの特定領域にのみ分子軌道が分布して、均一に分布したＡ１と異なる特性を示すかを知ることはできない。この時、ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅを用いた分子軌道分布の定量的評価方法の能力を向上させるためには、分子軌道の分布領域に対する探索により分子軌道が分布している特定領域に関する情報を知らなければならない。このように分子軌道分布の差がある領域を計算するために、本発明者らは、比較基準としての役割を果たすことのできるＲ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）を提案した。Ｒ‐分子軌道ライブラリは、比較しようとする物質の分子軌道分布領域を評価するにあたり、予め指定した比較基準としての役割を果たすことができる。
Ｒ‐分子軌道ライブラリは、互いに排他的な分子軌道分布（Ｍｕｔｕａｌｌｙ Ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）を有する３個以上の物質からなる集合である。互いに排他的でなければ、分布領域の重なる部分が生じるため、比較しようとする分子軌道が分布する領域に対して正確に評価することができない。Ｒ‐分子軌道ライブラリを構成するための必要条件である、互いに排他的な分子軌道の分布関係に関する説明を、図４に示した。
図４において、四角形は分子構造内の細部領域を示す。すなわち、Ｃｌａｓｓ０〜３は、３つの細部領域で構成された全体分子構造を有する。四角形内の色は、分子軌道分布の程度を示し、色が濃いほど、分子軌道が細部領域でよく分布することを示し、色がない場合は、細部領域で分子軌道分布がされていないことを示す。
図４の第１ケース（Ｃａｓｅ１）をみると、Ｃｌａｓｓ１は、３つの細部領域でいずれも分子軌道分布が均一によくなっている。これに対し、互いに排他的な分子軌道分布を有するものは、Ｃｌａｓｓ０のように、３つの細部領域に分子軌道が全く分布しないものである。しかし、分子全体領域で分子軌道が分布しない場合は、実際には可能でないため、Ｃｌａｓｓ０は、Ｃｌａｓｓ１に対して理想的な互いに排他的な軌道分布を示す。したがって、互いに排他的な分子軌道分布に対して新たに定義を出して使用する必要がある。
図４の第２ケース（Ｃａｓｅ２）をみると、３つの細部領域にいずれも分子軌道がよく分布しているＣｌａｓｓ１に対して、（１）Ｃｌａｓｓ２は、両端の２つの細部領域にのみ分子軌道が分布し、（２）Ｃｌａｓｓ３は、中央の１つの細部領域にのみ分子軌道が分布する。したがって、Ｃｌａｓｓ１が示すことのできない分子軌道分布特性を、Ｃｌａｓｓ２とＣｌａｓｓ３が示す。ここでは、このようにそれぞれの分子軌道分布が固有であり、互いに異なる特性を示すこのような関係を、互いに排他的な分子軌道特性を有すると定義する。Ｃｌａｓｓ２とＣｌａｓｓ３をみても、Ｃｌａｓｓ２が示すことのできない中央の１つの細部領域にのみ分布する分子軌道特性を、Ｃｌａｓｓ３が示していることが分かる。このように互いに排他的な分子軌道特性を有する分子軌道分布形態を有する物質でＲ‐分子軌道ライブラリを構成する。
図５は、本発明のＲ‐分子軌道ライブラリを構成する方法に関する詳細なアルゴリズムを示すフローチャート（Ｆｌｏｗ‐Ｃｈａｒｔ）に関するもので、下記のステップ１〜４で示すことができる。
（ステップ１）
ある形態の分子軌道を有する物質を、初期物質（ｋ＝１）のＡ（１）に定める。例えば、前記説明したＣｌａｓｓ１〜３のうちのいずれもがＡ（１）になっていてよい。
ある形態の分子軌道を有する物質を、初期物質（ｋ＝１）のＡ（１）に定める。例えば、前記説明したＣｌａｓｓ１〜３のうちのいずれもがＡ（１）になっていてよい。
（ステップ２）
他の分子軌道を有する物質のＡ（ｋ）を選択する（ｋ＝ｋ＋１）。この時、ｋが２より小さいか等しければ、Ａ（１）とＡ（ｋ）との間の分子軌道の差を定量的に計算するＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅを計算する。この時のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値が０．７６より小さければ、Ａ（ｋ）を、Ｒ‐分子軌道ライブラリに含ませ、そうでなければ、さらに他のＡ（ｋ）を選択し、ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値が０．７６より小さい場合を見つけるまで繰り返す。これにより、Ｒ‐分子軌道ライブラリには互いに排他的な分子軌道を有するＡ（１）とＡ（２）が存在する。
他の分子軌道を有する物質のＡ（ｋ）を選択する（ｋ＝ｋ＋１）。この時、ｋが２より小さいか等しければ、Ａ（１）とＡ（ｋ）との間の分子軌道の差を定量的に計算するＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅを計算する。この時のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値が０．７６より小さければ、Ａ（ｋ）を、Ｒ‐分子軌道ライブラリに含ませ、そうでなければ、さらに他のＡ（ｋ）を選択し、ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値が０．７６より小さい場合を見つけるまで繰り返す。これにより、Ｒ‐分子軌道ライブラリには互いに排他的な分子軌道を有するＡ（１）とＡ（２）が存在する。
（ステップ３）
Ｒ‐分子軌道ライブラリに含まれた物質が２つの場合、他の分子軌道特性を有する物質のＡ（ｋ）を選択する（ｋ＝ｋ＋１）。新たに選択されたＡ（ｋ）に対して、既存の含まれている物質とのＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅをそれぞれ計算する。計算されたＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅのうち、最大値（ＭＡＸ）と最小値（ＭＩＮ）を計算する。この時、ＭＡＸ＜０．９０で、かつＭＩＮ＜０．７０であれば、新たに選択されたＡ（ｋ）は、Ｒ‐分子軌道ライブラリに含まれた既存の物質に対してすべて互いに排他的な分子軌道特性を有すると判断され、Ｒ‐分子軌道ライブラリに含ませる。
Ｒ‐分子軌道ライブラリに含まれた物質が２つの場合、他の分子軌道特性を有する物質のＡ（ｋ）を選択する（ｋ＝ｋ＋１）。新たに選択されたＡ（ｋ）に対して、既存の含まれている物質とのＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅをそれぞれ計算する。計算されたＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅのうち、最大値（ＭＡＸ）と最小値（ＭＩＮ）を計算する。この時、ＭＡＸ＜０．９０で、かつＭＩＮ＜０．７０であれば、新たに選択されたＡ（ｋ）は、Ｒ‐分子軌道ライブラリに含まれた既存の物質に対してすべて互いに排他的な分子軌道特性を有すると判断され、Ｒ‐分子軌道ライブラリに含ませる。
（ステップ４）
ｋがカットオフ（ｃｕｔｏｆｆ）より小さい場合は、新たにＡ（ｋ）を選択し、ステップ３を繰り返す。ｋがカットオフ（ｃｕｔｏｆｆ）より大きい場合は、Ｒ‐分子軌道ライブラリを構成する互いに排他的な分子軌道を有する物質をすべて選択したため、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構築を完了する。Ｒ‐分子軌道ライブラリにおいて、カットオフ（ｃｕｔｏｆｆ）の最小値は３である。すなわち、Ｒ‐分子軌道ライブラリには、少なくとも３個以上の互いに排他的な分子軌道を有する物質が含まれなければならないことを意味する。
ｋがカットオフ（ｃｕｔｏｆｆ）より小さい場合は、新たにＡ（ｋ）を選択し、ステップ３を繰り返す。ｋがカットオフ（ｃｕｔｏｆｆ）より大きい場合は、Ｒ‐分子軌道ライブラリを構成する互いに排他的な分子軌道を有する物質をすべて選択したため、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構築を完了する。Ｒ‐分子軌道ライブラリにおいて、カットオフ（ｃｕｔｏｆｆ）の最小値は３である。すなわち、Ｒ‐分子軌道ライブラリには、少なくとも３個以上の互いに排他的な分子軌道を有する物質が含まれなければならないことを意味する。
このような過程を経て構築された固有の分子軌道分布特性を有し、互いに排他的な関係を有する３種以上の物質で構成されたＲ‐分子軌道ライブラリは、全体分子構造内において各細部領域に分布可能な分子軌道の多様なケースを示すことができるため、今後、特定物質の分子軌道特性を分布領域の観点で比較評価するにあたり、比較基準として有用に利用可能になる。
しかし、ある物質の分子軌道分布だけで分子軌道分布領域特性を示すには、分子軌道分布が複雑なパターンを有する。その例として、図８は、芳香族炭化水素物質のうち、最も簡単な構造を有するベンゼン（ｂｅｎｚｅｎｅ）に対して、互いに異なる電荷状態に対する分子軌道を計算した結果を図に示すものである。図８において、分子軌道が分布する領域は、黄色／緑色で表した部分であり、それ以外の領域は、分子軌道が分布しないものであり、分子軌道分布領域特性は、すべての分子軌道が分子全体領域に均一に分布している。しかし、４つの場合、いずれも同一の分子軌道分布領域特性を示すが、その特性を示す分子軌道の分布形態は非常に多様である。このように固有の分子軌道分布領域特性は、単一分子軌道分布だけをもって示すには複雑であることが分かる。すなわち、固有の分子軌道分布領域特性は、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質だけで示すには不十分である。したがって、分子軌道分布領域特性を示す比較基準として使用されるためには、固有の分子軌道分布特性を多様なパターンで示すことができなければならない。
このような必要性から、本発明の発明者らは、Ｒ‐分子軌道ライブラリに基づいてこのような分布パターンの多様性を示すことのできる向上した方法である、拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリを開発した。
このために、本発明において、前記ｅ）ステップ〜ｆ）ステップで求める拡張Ｒ分子軌道ライブラリ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ‐Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）を構築し、これに関する概念は、図６〜図７を通してより具体的に知ることができる。
図６は、拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリに関する全体的な説明を示す。図中のＡ｛１｝〜Ａ｛３｝は、Ｒ分子軌道ライブラリの構成物質で、各四角形は全体分子構造内の細部領域を示す。３つの構成物質は、３つの細部領域で構成されている。各細部領域において、色が濃いほど、分子軌道分布が均一によく分布していることを、色がなければ、分子軌道が分布しないことを示し、具体的には、以下のように示すことができる。
（Ｒ‐ＭＯライブラリの示す分子軌道分布領域特性）
（１）Ａ｛１｝：３つの細部領域に対して分子軌道がよく分布する。
（２）Ａ｛２｝：３つの細部領域のうち、中央の領域にのみ分子軌道が分布する。
（３）Ａ｛３｝：３つの細部領域のうち、両端にのみ分子軌道が分布する。
（１）Ａ｛１｝：３つの細部領域に対して分子軌道がよく分布する。
（２）Ａ｛２｝：３つの細部領域のうち、中央の領域にのみ分子軌道が分布する。
（３）Ａ｛３｝：３つの細部領域のうち、両端にのみ分子軌道が分布する。
このようなＲ分子軌道ライブラリの構成物質に対して分子軌道分布パターンの多様性を示すことのできる分子軌道分布を有する拡張物質を見つけなければならない。例えば、Ｅ‐Ａ｛１，１｝のように、両端の２つの細部領域には、Ａ｛１｝と同様に、分子軌道がよく分布しているが、中央では分子軌道がややよく分布していない場合も、Ａ｛１｝の示す分子軌道分布領域特性を示すことができる。このように、Ａ｛１｝と同一の分布領域特性を示すが、異なるパターンを示す物質を、Ａ｛１｝に対する拡張物質（Ｅ‐Ａ｛１，１｝）と定義することができ、このような物質が集まった集合が分子軌道分布領域特性の多様性を示すことができる。
このように、Ｒ分子軌道ライブラリに含まれたそれぞれの構成物質が示す分子軌道分布領域特性を多様に示すことのできる拡張物質を見つけ、これを含ませたのがまさに拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリである。拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの拡張物質は、図７のフローチャート（Ｆｌｏｗ‐Ｃｈａｒｔ）に具体的に示しているように、下記の計算過程を経て、Ｒ分子軌道ライブラリの構成物質（Ａ｛ｍ｝、ｍ＝１〜Ｎ）ごとに選択できる。
（拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリのための拡張物質の探索過程）
ステップ１−１）
候補物質ＡＸ｛ｋ｝に対して分子軌道を計算する。量子力学に根拠をおいたいずれの方法でも分子軌道の計算に用いることができる。
ステップ１−１）
候補物質ＡＸ｛ｋ｝に対して分子軌道を計算する。量子力学に根拠をおいたいずれの方法でも分子軌道の計算に用いることができる。
ステップ２−１）
選択したＡＸ｛ｋ｝とＲ分子軌道ライブラリの構成物質（Ａ｛ｍ｝、ｍ＝１〜Ｎ）との間の定量的な分子軌道分布の差を、ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ（Ｍｋｍ）を用いて計算する。Ｎは、Ｒ分子軌道ライブラリに含まれた構成物質の全体個数である。
選択したＡＸ｛ｋ｝とＲ分子軌道ライブラリの構成物質（Ａ｛ｍ｝、ｍ＝１〜Ｎ）との間の定量的な分子軌道分布の差を、ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ（Ｍｋｍ）を用いて計算する。Ｎは、Ｒ分子軌道ライブラリに含まれた構成物質の全体個数である。
ステップ３−１）
計算されたＭｋｍのうち、最大値（Ｍａｘ｛ｋ，ｍ｝）を探す。最大値を示す時のｍをｍ＿ｍａｘとする。Ｍａｘ｛ｋ，ｍ｝が０．９００より大きい場合には、ＡＸ｛ｋ｝を、Ａ｛ｍ＿ｍａｘ｝に対する拡張物質（Ｅ‐Ａ｛ｍ＿ｍａｘ，ｋ｝）として選択する。Ｍａｘ｛ｋ，ｍ｝が０．９００より小さければ、新たなＡＸ｛ｋ｝を選択し、ステップ２と３を繰り返して、０．９００より大きい値を有するＡＸ｛ｋ｝を探索する。ｋがカットオフ（ｃｕｔｏｆｆ）より小さければ、ｋ＝ｋ＋１に増加させて新たなＡＸ｛ｋ｝を選択し、ステップ２−１と３−１を繰り返し、そうでなければ終了する。
計算されたＭｋｍのうち、最大値（Ｍａｘ｛ｋ，ｍ｝）を探す。最大値を示す時のｍをｍ＿ｍａｘとする。Ｍａｘ｛ｋ，ｍ｝が０．９００より大きい場合には、ＡＸ｛ｋ｝を、Ａ｛ｍ＿ｍａｘ｝に対する拡張物質（Ｅ‐Ａ｛ｍ＿ｍａｘ，ｋ｝）として選択する。Ｍａｘ｛ｋ，ｍ｝が０．９００より小さければ、新たなＡＸ｛ｋ｝を選択し、ステップ２と３を繰り返して、０．９００より大きい値を有するＡＸ｛ｋ｝を探索する。ｋがカットオフ（ｃｕｔｏｆｆ）より小さければ、ｋ＝ｋ＋１に増加させて新たなＡＸ｛ｋ｝を選択し、ステップ２−１と３−１を繰り返し、そうでなければ終了する。
これによってそれぞれの構成物質に対する拡張物質を求めることができ、これによって拡張Ｒ分子軌道ライブラリを構築して、互いに排他的な分子軌道分布特性についてより多様なパターンで示すことができる。
また、本発明は、前記構築方法を用いて構築された、拡張Ｒ分子軌道ライブラリおよびＲ分子軌道ライブラリを用いた分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）分布特性の定量的比較方法を提供する。
前記定量的比較方法は、
ａ’）対象物質Ｔと、前記Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）のうちのいずれか１つ、および前記構成物質Ａ（ｍ）に対応する拡張物質Ａｍ（ｋ’）の間のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、そのうちの最小値ＭＩＮ（ｍ）を得た後、前記拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）の全部に対して前記最小値ＭＩＮ（ｍ）を求めるステップと、
ｂ’）前記ａ’）ステップで求められた最小値ＭＩＮ（ｍ）のうち、最も大きい値をＭ＿ＭＡＸとして選択し、前記Ｍ＿ＭＡＸがｐ”より大きければ、前記対象物質Ｔが、前記最小値ＭＩＮ（ｍ）がＭ＿ＭＡＸの構成物質Ａ（ｍ）と類似すると評価するステップとを含み、前記ｐ”は０．８４≦ｐ”＜１．０であることを特徴とする。
ａ’）対象物質Ｔと、前記Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）のうちのいずれか１つ、および前記構成物質Ａ（ｍ）に対応する拡張物質Ａｍ（ｋ’）の間のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、そのうちの最小値ＭＩＮ（ｍ）を得た後、前記拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）の全部に対して前記最小値ＭＩＮ（ｍ）を求めるステップと、
ｂ’）前記ａ’）ステップで求められた最小値ＭＩＮ（ｍ）のうち、最も大きい値をＭ＿ＭＡＸとして選択し、前記Ｍ＿ＭＡＸがｐ”より大きければ、前記対象物質Ｔが、前記最小値ＭＩＮ（ｍ）がＭ＿ＭＡＸの構成物質Ａ（ｍ）と類似すると評価するステップとを含み、前記ｐ”は０．８４≦ｐ”＜１．０であることを特徴とする。
本発明の発明者らは、前記のように、多様なパターンで固有の分子軌道分布領域特性を示すことのできる拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリを用いて、定量的な方法に基づいて分子軌道分布領域を評価することのできる新たな定量的比較方法であるＭＯＤＲＥＭ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇ Ｒｅｇｉｏｎ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ）を開発した。前記ＭＯＤＲＥＭを用いた定量的な比較方法の計算アルゴリズムは、図９に詳細に示した。前記図９を参照して、ＭＯＤＲＥＭを用いた分子軌道分布領域評価方法の詳細な説明は、下記の通りである。
（ＭＯＤＲＥＭを用いた分子軌道分布領域評価方法）
ステップ１−２）
分子軌道分布領域を評価したい対象物質ＴＧＴに対して分子軌道を計算する。分子軌道の計算は、量子力学に根拠をおいた方法であればいずれの計算方法でも利用可能である。
ステップ１−２）
分子軌道分布領域を評価したい対象物質ＴＧＴに対して分子軌道を計算する。分子軌道の計算は、量子力学に根拠をおいた方法であればいずれの計算方法でも利用可能である。
ステップ２−２）
分子軌道分布領域を評価するために、拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリを用いる。拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリには、Ｎ＿ａｌｌ個の構成物質（Ａ｛ｋ｝、ｋ＝１〜Ｎ＿ａｌｌ）とそれによる拡張物質（Ｅ‐Ａ｛ｋ，ｍ｝、ｍ＝１〜Ｎ｛ｋ｝、Ｎ｛ｋ｝は、ｋ番目構成物質に対する拡張物質の全体個数）が含まれている。ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅを用いて、（１）ＴＧＴと構成物質（Ａ｛ｋ｝）に対する分子軌道の差（Ｍ｛０｝）と、（２）ＴＧＴと拡張物質（Ｅ‐Ａ｛ｋ，ｍ｝）に対する分子軌道の差（Ｍ｛ｍ｝、ｍ＝１、Ｎ｛ｋ｝）を計算する。このように計算されたＮ｛ｋ｝＋１個のＭ｛ｍ｝のうち、最小値（ＭＩＮ｛ｋ｝）を計算する。ＭＩＮ｛ｋ｝は、ＴＧＴがＡ｛ｋ｝の代表する分子軌道分布領域特性に対して最も類似しない場合を示す。
分子軌道分布領域を評価するために、拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリを用いる。拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリには、Ｎ＿ａｌｌ個の構成物質（Ａ｛ｋ｝、ｋ＝１〜Ｎ＿ａｌｌ）とそれによる拡張物質（Ｅ‐Ａ｛ｋ，ｍ｝、ｍ＝１〜Ｎ｛ｋ｝、Ｎ｛ｋ｝は、ｋ番目構成物質に対する拡張物質の全体個数）が含まれている。ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅを用いて、（１）ＴＧＴと構成物質（Ａ｛ｋ｝）に対する分子軌道の差（Ｍ｛０｝）と、（２）ＴＧＴと拡張物質（Ｅ‐Ａ｛ｋ，ｍ｝）に対する分子軌道の差（Ｍ｛ｍ｝、ｍ＝１、Ｎ｛ｋ｝）を計算する。このように計算されたＮ｛ｋ｝＋１個のＭ｛ｍ｝のうち、最小値（ＭＩＮ｛ｋ｝）を計算する。ＭＩＮ｛ｋ｝は、ＴＧＴがＡ｛ｋ｝の代表する分子軌道分布領域特性に対して最も類似しない場合を示す。
ステップ３−２）
前記ステップ２−２で最終計算されたＮ＿ａｌｌ個のＭＩＮ｛ｋ｝のうち、最も大きい値である最大値（Ｍ‐ＭＡＸ）を計算し、この時のｋをｋ＿ｍａｘとして示す。Ｍ‐ＭＡＸが０．８４より大きい場合は、ＴＧＴの分子軌道分布領域がＡ｛ｋ｝の代表する分子軌道分布領域特性と類似すると評価し、Ｍ‐ＭＡＸが０．８４より小さい場合は、ＴＧＴの分子軌道分布領域は、拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリを用いて評価することができないと判断する。
前記ステップ２−２で最終計算されたＮ＿ａｌｌ個のＭＩＮ｛ｋ｝のうち、最も大きい値である最大値（Ｍ‐ＭＡＸ）を計算し、この時のｋをｋ＿ｍａｘとして示す。Ｍ‐ＭＡＸが０．８４より大きい場合は、ＴＧＴの分子軌道分布領域がＡ｛ｋ｝の代表する分子軌道分布領域特性と類似すると評価し、Ｍ‐ＭＡＸが０．８４より小さい場合は、ＴＧＴの分子軌道分布領域は、拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリを用いて評価することができないと判断する。
また、本発明は、前記説明したＲ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）の構築方法を用いた拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ‐Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）の構築システムを提供する。
前記構築システムは、ａ）特定形態の分子軌道を有する複数の物質のうちのいずれか１つであるＡ（１）を選択した後、前記Ａ（１）に対して、ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値がｐ以下のＡ（２）を選択した後、前記Ａ（１）とＡ（２）を、Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）に構成物質Ａ（ｍ）として含ませる初期設定モジュールと、ｂ）前記複数の物質のうちの他の１つであるＡ（３）を選択し、すでにＲ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）に含まれた複数の物質とのＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、最大値がｑ以下で、かつ最小値がｒ以下であれば、Ａ（３）を、Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）の構成物質Ａ（ｍ）として含ませた後、複数の物質の全部に対してＲ‐分子軌道ライブラリに含まれるかを確認して、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）を求める構成物質確認モジュールと、ｃ）前記複数の物質のうち、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）に含まれていない候補物質ＡＸ（ｋ）のうちのいずれか１つであるＡＸ（１）を選択した後、前記構成物質確認モジュールで求められたＲ‐分子軌道ライブラリのすべての構成物質Ａ（ｍ）とＡＸ（１）との間のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、その最大値がｐ’以上であれば、最大値を有する構成物質Ａ（ｍ）の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ‐Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）に拡張物質Ａｍ（ｋ’）として含ませた後、前記候補物質ＡＸ（ｋ）の全部に対して拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリに拡張物質として含まれるかを確認して、拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの拡張物質を求める拡張物質確認モジュールとを含むことを特徴とする。ここで、前記ｐは０．７≦ｐ≦０．８で、ｑは０．８５≦ｑ≦０．９５で、ｒは０．６５≦ｒ≦０．７５で、前記ｐ’は０．９０≦ｐ’＜１．０であることが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。
前記構築システムにおいて、分子軌道分布を比較しようとする２個の分子軌道対象は、１個の分子に対する２つの電子状態に対するものになっていてもよいし（例えば、同一の分子に対するＮｅｕｔｒａｌ／ＨＯＭＯとＮｅｕｔｒａｌ／ＬＵＭＯ）、２個の分子に対する同一または互いに異なる電子状態になっていてよい（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／ＬＵＭＯ）。
また、本発明は、前記説明した拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ‐Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）の構築方法を用いた分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）分布特性の定量的比較システムで、ａ’）対象物質Ｔと、前記Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）のうちのいずれか１つ、および前記構成物質Ａ（ｍ）に対応する拡張物質Ａｍ（ｋ’）の間のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、そのうちの最小値ＭＩＮ（ｍ）を得た後、前記拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）の全部に対して前記最小値ＭＩＮ（ｍ）を求める最小値設定モジュールと、ｂ’）前記最小値設定モジュールで求められた最小値ＭＩＮ（ｍ）のうち、最も大きい値をＭ＿ＭＡＸとして選択し、前記Ｍ＿ＭＡＸがｐ”より大きければ、前記対象物質Ｔが、前記最小値ＭＩＮ（ｍ）がＭ＿ＭＡＸの構成物質Ａ（ｍ）と類似すると評価する類似性評価モジュールとを含み、前記ｐ”は０．８４≦ｐ”＜１．０であることを特徴とする、分子軌道（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）分布特性の定量的比較システムを提供する。
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およびソフトウェアの結合で実現することができる。
以下、本発明を、実施例に基づいてより詳細に説明するが、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って、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示されており、さらに、特許請求の範囲の記録と均等な意味および範囲内でのすべての変更を含む。
（実施例）
本発明の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ‐Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）を、次のように実際に構築した。図１０は、３種の細部領域に分けられた場合に対して拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリを構築した場合である。拡張物質の下端に記載された値は、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質と拡張物質との間に計算されたＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値を示す。前記計算では、ＡＣＣＥＬＲＹＳ社開発のＭＡＴＥＲＩＡＬ ＳＴＵＤＩＯのＤＭｏｌ３を用い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。
本発明の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ‐Ｒｅｇｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ‐Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ）を、次のように実際に構築した。図１０は、３種の細部領域に分けられた場合に対して拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリを構築した場合である。拡張物質の下端に記載された値は、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質と拡張物質との間に計算されたＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値を示す。前記計算では、ＡＣＣＥＬＲＹＳ社開発のＭＡＴＥＲＩＡＬ ＳＴＵＤＩＯのＤＭｏｌ３を用い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。
（実施例１．拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの構築）
拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリは、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質と構成物質が示す固有の分子軌道分布領域特性をより多様なパターンで示すことのできる拡張物質で構成されている。図１０は、３つの細部領域に対して示すことのできる互いに排他的な分子軌道分布領域特性を有するＲ‐分子軌道ライブラリの構成物質に対して選択された拡張物質を含む拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリを示す。
拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリは、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質と構成物質が示す固有の分子軌道分布領域特性をより多様なパターンで示すことのできる拡張物質で構成されている。図１０は、３つの細部領域に対して示すことのできる互いに排他的な分子軌道分布領域特性を有するＲ‐分子軌道ライブラリの構成物質に対して選択された拡張物質を含む拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリを示す。
構成物質Ａ｛１｝の示す分子軌道分布領域特性は、３つの細部領域に対して均一に分布する分子軌道特性であり、これに対する拡張物質を、先に提示した方法を利用して探索した結果、２つの物質が、Ａ｛１｝に対して、Ｍａｘ値がそれぞれ０．９８５と０．９７１の値を有し、拡張物質として選択された。新たに選択された拡張物質Ｅ‐Ａ｛１，１｝とＥ‐Ａ｛１，２｝によって、Ａ｛１｝の示す分子軌道分布領域特性を多様に示すことができる。Ａ｛２｝は、分子軌道が中央の１つの細部領域にのみ分子軌道が分布する領域特性を示し、これに対して選択された拡張物質Ｅ‐Ａ｛２，１｝も同一の分布領域特性を異なって示している。Ａ｛３｝に対しては選択された拡張物質がない。このように拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリは、固有の分子軌道分布領域特性を、新たに選択された拡張物質によって多様なパターンで示すため、Ｒ‐分子軌道ライブラリより分子軌道分布領域の評価にさらに有用に利用可能である。
（実施例２．拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリを用いた分子軌道分布領域評価方法：ＭＯＤＲＥＭ）
本発明のＭＯＤＲＥＭを用いた分子軌道分布領域特性評価能力を確認するために、実施例１で示していた３つの細部領域に対して互いに排他的な分子軌道分布特性を示す構成物質と拡張物質で構成された拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリを用いたＭＯＤＲＥＭ方法を、図１１のように、分子軌道分布領域特性を評価しようとする物質であるＴＧＴに対して適用した。
本発明のＭＯＤＲＥＭを用いた分子軌道分布領域特性評価能力を確認するために、実施例１で示していた３つの細部領域に対して互いに排他的な分子軌道分布特性を示す構成物質と拡張物質で構成された拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリを用いたＭＯＤＲＥＭ方法を、図１１のように、分子軌道分布領域特性を評価しようとする物質であるＴＧＴに対して適用した。
ＭＯＤＲＥＭを用いて、Ａ｛１｝、Ａ｛２｝、Ａ｛３｝の示す分子軌道分布領域特性に対してＭＩＮ｛ｋ｝を計算し、最終的にＭ‐ＭＡＸを計算した結果、ＴＧＴは、Ａ｛３｝の示す分子軌道分布特性に対して０．９６４の値を示し、非常に高い類似性を示すことが分かる。すなわち、ＴＧＴの分子軌道分布領域は、両端にのみ分子軌道が分布すると評価される。ＭＯＤＲＥＭで評価した結果を確認するために、ＴＧＴの分子軌道分布を、図１２のように示した。図１２から確認できるように、ＴＧＴは、ＭＯＤＲＥＭで評価したのと同様に、両端の細部領域でのみ分子軌道が分布し、Ａ｛３｝の示す分子軌道分布領域特性を示す。このように拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリを用いるＭＯＤＲＥＭは、分子軌道分布領域特性を正確に評価することを確認した。
このように多様な分子軌道分布領域を有する互いに排他的な関係で構成された拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリは、固有の分子軌道分布領域特性を示す構成物質を有する既存のＲ‐分子軌道ライブラリを発展させたもので、固有の分子軌道分布領域特性を多様なパターンで示すことができて、より正確に分子軌道分布領域評価のための比較基準として使用可能である。また、拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリを用いて定量的に分子軌道分布領域の評価を行うことのできるＭＯＤＲＥＭを開発し、これを実際のケースに適用した結果、物質の分子軌道分布領域を正確に評価することを確認した。これにより、拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリを用いたＭＯＤＲＥＭ方法の効用性を確認し、定量的な分子軌道分布評価方法を分子軌道分布領域評価まで拡張させることができて、今後、物質の開発において分子軌道分布情報がこのような方法を通してより体系的に利用できると期待される。
Claims (14)
- ａ）特定形態の分子軌道を有する複数の物質のうちのいずれか１つであるＡ（１）を選択し、前記Ａ（１）に対して、
ｉ）分子軌道分布を比較する２個の分子軌道を選択し、量子力学計算法を利用して該２個の分子軌道の分子軌道分布を計算するステップ、
ｉｉ）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、前記ｉ）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、構造特性に応じた分子軌道分布を求めるステップ、および
ｉｉｉ）前記ｉｉ）ステップで求めた構造特性に応じた分子軌道分布を利用して、下記の（式２）のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値を求めるステップ
によって求めたＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値がｐ以下のＡ（２）を選択するステップと、
ｂ）前記ａ）ステップで得たＡ（１）とＡ（２）を、Ｒ‐分子軌道ライブラリに構成物質として含ませるステップと、
ｃ）前記複数の物質のうちの他の１つであるＡ（３）を選択し、すでにＲ‐分子軌道ライブラリに含まれた複数の物質とのＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、最大値がｑ以下で、かつ最小値がｒ以下であれば、Ａ（３）を、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質として含ませるステップと、
ｄ）前記ｃ）ステップを繰り返して、複数の物質の全部に対してＲ‐分子軌道ライブラリに含まれるかを確認して、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）を求めるステップと、
ｅ）前記複数の物質のうち、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質に含まれていない候補物質ＡＸ（ｋ）のうちのいずれか１つであるＡＸ（１）を選択し、前記ｄ）ステップで求められたＲ‐分子軌道ライブラリのすべての構成物質Ａ（ｍ）とＡＸ（１）との間のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、その最大値がｐ’以上であれば、最大値を有する構成物質Ａ（ｍ）の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリに拡張物質Ａｍ（ｋ’）として含ませるステップと、
ｆ）前記ｅ）ステップを繰り返して、前記候補物質ＡＸ（ｋ）の全部に対して拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリに拡張物質として含まれるかを確認するステップとを含み、
前記ｐは０．７≦ｐ≦０．８であり、前記ｑは０．８５≦ｑ≦０．９５であり、前記ｒは０．６５≦ｒ≦０．７５であり、前記ｐ’は０．９０≦ｐ’＜１．０であり、
（式２）
ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ＝１．０ − ＴＰＤ
であり、
前記（式２）中、ＴＰＤは、下記の（式３）
前記（式３）中、Ｐｒｏｆ（Ａｋ）とＰｒｏｆ（Ｂｋ）はそれぞれ、ＲＤＭ（ｋ）に属する分子軌道の値を示し、Ｎは、ＲＤＭの総数であることを特徴とする、拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの構築方法。 - 前記ｉ）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における軌道波動関数（ψ）の二乗である電子密度（ψ２）の分布によって計算されることを特徴とする、請求項１に記載の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの構築方法。
- 前記ｉ）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に記載の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの構築方法。
- 前記ｉｉ）ステップの構造特性の計算は、（ｘ，ｙ，ｚ）の原子座標を用いて計算されることを特徴とする、請求項１に記載の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの構築方法。
- 前記ｉｉ）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もっ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に記載の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの構築方法。
- 前記ｉｉ）ステップのＲＤＭ計算方法のＲＤＭの総数（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５に記載の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの構築方法。
- Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）と、請求項１に記載の構築方法を用いて構築された拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの拡張物質Ａｍ（ｋ’）とを用いた分子軌道分布特性の定量的比較方法であって、
ａ’）対象物質Ｔと、前記Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）のうちのいずれか１つ、および前記構成物質Ａ（ｍ）に対応する拡張物質Ａｍ（ｋ’）との間のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、そのうちの最小値ＭＩＮ（ｍ）を得て、前記拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）の全部に対して前記最小値ＭＩＮ（ｍ）を求めるステップと、
ｂ’）前記ａ’）ステップで求められた最小値ＭＩＮ（ｍ）のうち、最も大きい値をＭ＿ＭＡＸとして選択し、前記Ｍ＿ＭＡＸがｐ”より大きければ、前記対象物質Ｔが、前記最小値ＭＩＮ（ｍ）がＭ＿ＭＡＸの構成物質Ａ（ｍ）と類似すると評価するステップとを含み、
前記ｐ”は０．８４≦ｐ”＜１．０であることを特徴とする、分子軌道分布特性の定量的比較方法。 - ａ）特定形態の分子軌道を有する複数の物質のうちのいずれか１つであるＡ（１）を選択し、前記Ａ（１）に対して、
ｉ）分子軌道分布を比較する２個の分子軌道を選択し、量子力学計算法を利用して該２個の分子軌道の分子軌道分布を計算するステップ、
ｉｉ）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、前記ｉ）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、構造特性に応じた分子軌道分布を求めるステップ、および
ｉｉｉ）前記ｉｉ）ステップで求めた構造特性に応じた分子軌道分布を利用して、下記の式２のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値を求めるステップ
によって求めたＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値がｐ以下のＡ（２）を選択し、前記Ａ（１）と前記Ａ（２）を、Ｒ‐分子軌道ライブラリに構成物質として含ませる初期設定モジュールと、
ｂ）前記複数の物質のうちの他の１つであるＡ（３）を選択し、すでにＲ‐分子軌道ライブラリに含まれた複数の物質とのＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、最大値がｑ以下で、かつ最小値がｒ以下であれば、Ａ（３）を、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質として含ませ、複数の物質の全部に対してＲ‐分子軌道ライブラリに含まれるかを確認して、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）を求める構成物質確認モジュールと、
ｃ）前記複数の物質のうち、Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質に含まれていない候補物質ＡＸ（ｋ）のうちのいずれか１つであるＡＸ（１）を選択し、前記構成物質確認モジュールで求められたＲ‐分子軌道ライブラリのすべての構成物質Ａ（ｍ）とＡＸ（１）との間のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、その最大値がｐ’以上であれば、最大値を有する構成物質Ａ（ｍ）の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリに拡張物質Ａｍ（ｋ’）として含ませ、前記候補物質ＡＸ（ｋ）の全部に対して拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリに拡張物質として含まれるかを確認して、拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの拡張物質を求める拡張物質確認モジュールとを含み、
前記ｐは０．７≦ｐ≦０．８であり、前記ｑは０．８５≦ｑ≦０．９５であり、前記ｒは０．６５≦ｒ≦０．７５であり、前記ｐ’は０．９０≦ｐ’＜１．０であり、
（式２）
ＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ＝１．０ − ＴＰＤ
であり、
前記（式２）中、ＴＰＤは、下記の（式３）
前記（式３）中、Ｐｒｏｆ（Ａｋ）とＰｒｏｆ（Ｂｋ）はそれぞれ、ＲＤＭ（ｋ）に属する分子軌道の値を示し、Ｎは、ＲＤＭの総数であることを特徴とする、拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの構築システム。 - 前記量子力学計算法は、物質の分子構造で計算される各点における軌道波動関数（ψ）の二乗である電子密度（ψ２）の分布によって計算されることを特徴とする、請求項８に記載の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの構築システム。
- 前記量子力学計算法は、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８に記載の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの構築システム。
- 前記構造特性の計算は、（ｘ，ｙ，ｚ）の原子座標を用いて計算されることを特徴とする、請求項８に記載の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの構築システム。
- 前記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もっ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８に記載の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの構築システム。
- 前記ＲＤＭ計算方法のＲＤＭの総数（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１２に記載の拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの構築システム。
- Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）と、請求項１に記載の構築方法を用いて構築された拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの拡張物質Ａｍ（ｋ’）とを用いた分子軌道分布特性の定量的比較システムであって、
ａ’）対象物質Ｔと、前記Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）のうちのいずれか１つ、および前記構成物質Ａ（ｍ）に対応する拡張物質Ａｍ（ｋ’）との間のＭＯＤ‐Ｄｓｃｏｒｅ値をそれぞれ求めて、そのうちの最小値ＭＩＮ（ｍ）を得て、前記拡張Ｒ‐分子軌道ライブラリの構成物質Ａ（ｍ）の全部に対して前記最小値ＭＩＮ（ｍ）を求める最小値設定モジュールと、
ｂ’）前記最小値設定モジュールで求められた最小値ＭＩＮ（ｍ）のうち、最も大きい値をＭ＿ＭＡＸとして選択し、前記Ｍ＿ＭＡＸがｐ”より大きければ、前記対象物質Ｔが、前記最小値ＭＩＮ（ｍ）がＭ＿ＭＡＸの構成物質Ａ（ｍ）と類似すると評価する類似性評価モジュールとを含み、
前記ｐ”は０．８４≦ｐ”＜１．０であることを特徴とする、分子軌道分布特性の定量的比較システム。
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