JPH01161578A - 分子設計支援システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は計算機を利用して材料の分子設計を支援するシ
ステムに関する。

（従来の技術） 材料の分子設計を行う場合、通常は、既知の物質を取上
げ、その化学構造式中のある部分構造に着目し、その部
分を他の部分構造で置換することにより目的の特性を得
ようとする。

このような分子設計のために、計算機を利用した支援シ
ステムが開発されている。従来の支援システムを用いた
分子設計は以下のようにして行なわれている。まず、分
子構造を変更しようとする既知の化合物の化学構造式を
表示し、設計者がその化学構造式中で着目した部分構造
を指定した後、置換の候補となる置換基が満たすべき所
定の特性を指定すると、支援システムは置換基データベ
ースから検索して、候補の条件を満たす置換基の化学構
造式及びその特性を表示する。設計者はこの表示をみて
置換を行うか否かを決定する。設計者が置換を指示する
と、支援システムは指定した部分構造の代りに選択した
置換基を置換した後の化学構造式を表示し、その物質名
を決定し、化学材料データベースから検索してその特性
を表示する。

このようにして設計者は支援システムを利用して試行錯
誤的に目的の物質を設計することができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、従来の分子設計支援システムには以下のような
問題がある。すなわち、設計者は元の化学構造式中で着
目した部分構造の代りに置換する置換基の特性について
は知ることができるが、どの置換基を選択するかについ
ての判断基準は、実際に置換後の化学構造式が全体とし
てどのような特性となるかという設計者の予測に頼って
いる。

ところが、置換後の化学構造式についてのデータベース
の検索結果が表示されるまでは、上述した予測の正否を
全く判定することができない。このため、置換基の選択
に要する試行錯誤の回数が多くなり、無駄な労力を必要
としていた。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、元の化学構造式中の部分構造の代りに置換する置換
基の選択に要する労力が少ない分子設計支援システムを
提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の分子設計支援システムは、指定された第１の化
学構造式を表示する手段と、表示された第１の化学構造
式中で置換される部分構造が領域指定され、該部分構造
が適当に補完されることにより得られるＴＳ２の化学構
造式を表示して名称を決定する手段と、該第２の化学構
造式の持つ特性を化学材料データベースから検索して表
示するか、又は該第２の化学構造式から計算により予測
される特性を表示する手段と、与えられた所定の基準を
満たし、上記部分構造の代りに置換される候補となる単
一又は複数の置換基及びその特性を置換基データベース
から検索して表示する手段と、該置換基を上記部分構造
の代りに置換することにより得られる第３の化学構造式
を表示して名称を決定する手段と、該第３の化学構造式
の持つ特性を化学材料データベースから検索して表示す
るか、又は第３の化学構造式から計算により予測される
特性を表示する手段とを具備したことを特徴とするもの
である。

本発明においては、置換の候補となる複数の置換基があ
る場合、例えば第２の化学構造式に置換基を置換するこ
とにより得ようとする目的の特性と置換基の持つ特性と
の類似度に応じて、置換基による置換を行うか否かを指
示する手段を設けてもよい。また、置換の候補となる複
数の置換基がある場合、順次置換を行い、得られる複数
の第３の化学構造式の名称及び特性のリストを作成する
手段を設けてもよい。

（作用） このような分子設計支援システムによれば、第１の化学
構造式中で置換される部分構造を除いた基幹部（第２の
化学構造式）についてその名称を決定し、データベース
検索により基幹部の持つ特性を表示するようにしている
ので、基幹部にどのような特性を与えればよいかがわか
りやすくなる。この結果、置換基の選択基準が明確とな
り、置換基選択のための試行錯誤の回数も減少する。

また、置換基の選択基準として、第２の化学構造式に置
換基を置換することにより得ようとする目的の特性と置
換基の持つ特性との類似度という条件を与えておけば、
多数の候補置換基の中から少数ノ候補置換基に絞ること
ができ、置換基選択のための労力をより低減することが
できる。

−（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図に示すフ。−チャート及
び第２図に示す化学構造式の表示例を参照して説明する
。

第１図に示すように、設計者が所望の特性を入力する（
ステップ１）と、システムはその条件に応じて化学材料
データベースから検索しくステップ２）、与えられた条
件に適合する単一又は複数の化学構造式及びその特性を
表示する（ステップ３）。この場合、上述したように希
望条件に応じて化学材料データベースから検索する方式
によっており、適合する化合物がない場合には、予め規
定した順に制限をゆるめながら、条件に近い化合物を検
索する。複数の化学構造式が表示された場合、設計者は
そのうちから分子構造を変更して分子設計を行う候補と
なる化合物（構造１）を選択する（ステップ４）。この
結果、例えば第２図（ａ）に示すような化学構造式が表
示される。

この場合、生体高分子やエンジニアリングポリマーなど
、特定の構成単位構造が連続するようなもので、その単
位を置換される単位と考えるような場合には、化学構造
式ではなく記号の列を用いる。なお、例えば候補化合物
が最初から決まっている場合には、その化学構造式につ
いては設計者が入力し、その特性についてのみ化学材料
データベースから検索して表示させてもよい。

設計者が表示された化学構造式中で置換される部分構造
を第２図（ｂ）に示すように指定し、指定領域への適当
な補完を指定する（ステップ４）と、第２図（ｃ）に示
すように分子構造として意味のある化学構造式（構造２
）が表示される（ステップ５）。なお、第２図（ｂ）か
ら（ｃ）を表示させる場合には原子を補完せず、直接的
に結合することを指定している。また、例えば構造１が
０−０　のような構造であり、水素１原子を指定領域に
したような場合、構造２としては構造１と同じものが表
示される場合もある。

システムは構造２に基づき、化合物乞と検索コードを生
成させ（ステップ６）、化学材料データベースから検索
しくステップ７）、同じものがあったかどうかを判断す
る（ステップ８）。そシテ、同じものがあった場合には
その特性を表示する（ステップ１０）。一方、同じもの
がなかった場合には構造２に基づき計算により特性を予
測して（ステップ９）、その特性を表示する（ステップ
１０）。

設計者が構造２にどのような特性を与えれば目的とする
分子設計が行なえるかについて考察し、その特性に対応
する条件を入力する（ステップ１１）と、システムは置
換基データベースから検索して（ステップ１２）、上記
条件に適合し置換の候補となる置換基（例えば第２図（
ｄ）〜（ｆ））のリストを作成して表示する（ステップ
１３）。

システムは候補となる置換基のうちの１つを選択しくス
テップ１４）、倒木ば第２の化学構造式に置換基を置換
することにより得ようとする目的の特性と置換基の持つ
特性との類似度に応じて、置換基による置換を行うか否
かを指示するような条件のもとで、候補となる置換基を
置換するかどうかを判断する（ステップ１５）。そして
、置換する場合（例えば第２図（ｅ）図示の置換基で置
換する場合）には、第２図（ｇ）に示すように置換され
た化学構造式（構造３）を表示する（ステップ１６）。

一方、置換しない場合には次の候補置換基について置換
するかどうかを判断する。システムは、構造３に基づき
、化合物乞と検索コードを生成しくステップ１７）、化
学材料データベースから検索しくステップ１８）、同じ
ものがあったかどうかの判断（ステップ１９）、及び着
眼する特性についてのデータがあるかどうかの判断（ス
テップ２０）を行なう。そして、同じものがあり、着眼
する特性についてデータがある場合にはその特性を表示
する（ステップ２２）。一方、同じものがなかった場合
又は着眼する特性についてデータがない場合には構造３
に基づき計算により特性を予測して（ステップ２１）、
その特性を表示する（ステップ２２）。この構造３の特
性は、構造１の特性と比較できるような状態で表示され
る。更に、システムは次の候補置換基があるかどうかを
判断しくステップ２３）、ある場合には上記と同様の操
作を繰返し、ない場合には構造１と全ての構造３につい
ての、化合物乞、構造式、特性のリストを作成して表示
する（ステップ２４）。

このような分子設計支援システムによれば１．ステップ
１０において第１の化学構造式中で置換される部分構造
を除いた第２の化学構造式の特性を表示するようにして
いるので、第２の構造式を有する化合物にどのような特
性を与えればよいかがわかりやすくなる。この結果、置
換基の選択基準が明確となり、置換基選択のための試行
錯誤の回数も減少する。また、上記実施例のように、ス
テップ１５で第２の化学構造式に置換基を置換すること
により得ようとする目的の特性と置換基の持つ特性との
類似度という条件のもとて置換基を選択させるようにし
ておけば、多数の候補置換基の中から少数の候補置換基
に絞ることができ、置換基選択のための労力をより低減
することができる。

なお、上記実施例では、ステップ１５で第２の化学構造
式に置換基を置換することにより得ようとする目的の特
性と置換基の持つ特性との類似度という条件のもとて置
換基を選択させているが、ステップ１５を省略し、全て
の候補置換基について順次置換を行い、その後複数の第
３の化学構造式について名称と特性のリストを作成する
ようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明の分子設計支援システムによ
れば、元の化学構造式中の部分構造の代りに置換する置
換基の選択に要する労力が少なくなるなど顕著な効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における分子設計支援システム
のフローチャート図、第２図（ａ）〜（ｇ）は同分子設
計支援システムにおける化学構造式の表示例を示す図で
ある。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 （ａ）　　ＣＢ）＋１３０＆○＋Ｃ４）１９′ＩＩＫ２
図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）指定された第１の化学構造式を表示する手段と、
   表示された第１の化学構造式中で置換される部分構造が
   領域指定され、該部分構造が適当に補完されることによ
   り得られる第２の化学構造式を表示して名称を決定する
   手段と、該第２の化学構造式の持つ特性を化学材料デー
   タベースから検索して表示するか、又は該第２の化学構
   造式から計算により予測される特性を表示する手段と、
   与えられた所定の基準を満たし、上記部分構造の代りに
   置換される候補となる単一又は複数の置換基及びその特
   性を置換基データベースから検索して表示する手段と、
   該置換基を上記部分構造の代りに置換することにより得
   られる第３の化学構造式を表示して名称を決定する手段
   と、該第３の化学構造式の持つ特性を化学材料データベ
   ースから検索して表示するか、又は第３の化学構造式か
   ら計算により予測される特性を表示する手段とを具備し
   たことを特徴とする分子設計支援システム。
2. （２）置換の候補となる複数の置換基がある場合、第２
   の化学構造式に置換基を置換することにより得ようとす
   る目的の特性と置換基の持つ特性との類似度に応じて、
   置換基による置換を行うか否かを指示する手段を有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の分子設計
   支援システム。
3. （３）置換の候補となる複数の置換基がある場合、順次
   置換を行い、得られる複数の第３の化学構造式の名称及
   び特性のリストを作成する手段を有することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の分子設計支援システム。