HSPiPで使える官能基一覧

2022.9.6改訂(2010.3.21)

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概要

自分が使いたい化合物が、ここにある官能基の組み合わせで表現できるかどうか、よく確認の上、HSPiPを導入するかどうか判断して欲しい。Y-MBは自動的に一番大きい官能基をさがすように動作する。官能基の認識が間違っていたらフィードバックをお願いしたい。

HSPiPで使える官能基一覧：

2024年の段階で使える官能機に変更はない。ダイナミックに官能基を取り扱うようになり、固定的な官能基は今後もあまり増えない。

Ver. 3.0.X(〜v4.1.x)で使える官能基の一覧を以下に示す。Y-MBは分子の構造を調べ、なるべく大きな官能基を使うように動作する。

（４級窒素やイオン液体など）電荷を持つ化合物は計算できない。
@ は付加する原子団を特定する。
:は二重結合を表す
# は３重結合を表す
R は環状化合物に使われる。

Ver. 5 から次の５つの官能基が加わった。

168	H-Water	169	H-NH3
170	H-H2C=O	171	S: CS2
172	H-H2O2

小さな分子で，原子団に分けにくい。

Alkane groups

1	CH3	16	Bu	23	CH2CH2
2	CH2	17	2_Bu	24	CH2CH2_R
3	CH	18	iso_Bu	25	CH2CH2CH2
4	C	19	ter_Bu	110	CH2CH2CH2_R
11	CH2_R	20	Pr	128	CH2CH2CH2CH2
12	CH_R	21	iso_Pr	129	CH2CH2CH2CH2_R
13	C_R	22	Et	26	CH3_C_CH3

Olefine groups

5	CH2:	9	#CH
6	CH:	10	#C
7	C:	14	CH:_R
8	:C:	15	C:_R

Hydroxy groups

27	OH	117	OH@Ph
28	2_OH	121	OH@N
29	3_OH	147	OH_Other

Ketone groups

32	C:O	166	C:O_R@AR
33	C:O_R	120	C:O@Hal
165	C:O@AR	136	C:O@N

Ester groups

36	COO	161	COO@AR
37	COO_R	162	COO_R@AR
101	HCOO

Carboxylic acid groups

35

COOH

64

COOH@AR

Aldehyde groups

34

HCO

100

CHO@Ar

Nitrile groups

44

C#N

97

C#N@AR

ニトリルはアルキル基、もしくは芳香族に直結するもののみ正しい値を返す。非常に複雑な挙動を示す官能基である。

Acid anhydride groups, Carbonate groups

57	OCOO	59	COOCO
58	OCOO_R	60	COOCO_R

Ether groups and other oxygen

30	O	130	O@P	106	O_reso
31	O_R	131	O@S	112	O-ethylene
102	O_R@AR	132	O@Si	151	O@Other
167	O@AR	104	OO	156	O_EPO
122	O@N			135	O:

エーテルがCF2などに直結する場合は正しい値とならない。今後の検討課題。

Sulfer groups

46	SH	103	S@AR
47	S	105	S_R@AR
48	S_R	160	SH@AR
49	SS

Other Sulfer groups

52	S:O	107	COS
119	S:	108	S_reso
		127	S{:O}2

SO2がNH2やNHに結合される場合は、正しい値を返さない。

Amine groups

38	NH2	87	NH2@Ar
39	NH	163	NH@AR
40	NH_R	164	NH_R@AR
41	N	139	N@AR
42	N_R	140	N_R@AR

Other nitrogen groups

153	N:C	144	N:_reso	50	N3res
154	N:C_R	157	N:CH	51	NHres
155	N:N	158	N:CH_R	43	N:
				148	N#C

Nitro groups

45

NO2

98

NO2@AR

134

NO3

Amide urethane groups

53	NHCO	55	NCO	99	NHCOO
54	NHCO_R	56	NCO_R	152	C:ONHC:O

Aromatic groups

63	Ph	123	3s_Ph	141	1s_Naph	159	C:_rrr
65	o_Ph	124	4s_Ph	142	2s_Naph	145	CH:_reso
66	m_Ph	125	5s_Ph	143	3s_Naph	146	C:_reso
67	p_Ph	126	6s_Ph

C:_reso 芳香族の炭素でアルキル基などにつくもの
CH:_reso 芳香族の炭素で水素を持つ物
C:_rrr ナフタレンの真ん中の炭素
Xs_Ph: X 置換

Halogen Atom

88	H
89	F	93	F@Ar	109	F_Ole
90	Cl	94	Cl@Ar	118	Cl_Ole
91	Br	95	Br@Ar
92	I	96	I@Ar

Halogen groups

70	CF3	74	CF2_R	81	CF
71	CCl3	75	CF2	84	CCl
72	CF2Cl	77	CCl2	114	CF_R
73	CFCl2	79	CFCl
76	CHF2	82	CHF	68	C2F5
78	CHCl2	85	CHCl	69	C2F4H
80	CHFCl	111	CHCl_R
83	CH2F	113	CHF_R
86	CH2Cl	115	CFCl_R
		116	CCl2_R

hydrogen atom

61

H@N

62

H@C=O

138

H@Si

Other atom

137	Si	149	P	150	B
		133	P:O

P(149)のパラメータは対象の化合物が現在無い。

原子団の数を増やせば、物性推算の精度は向上するが、その分、推算式を構築するデータが大量に必要となる。最低限、密度、蒸気圧、蒸発潜熱、屈折率、ダイポールモーメント、誘電率のデータは必要だ。

この官能基の取り方については色々議論が分かれる所である。例えば3sPhは３置換のベンゼン環を表す。

しかし、３置換のベンゼン環には1-2-3, 1-2-4, 1-2-5, 1-3-5 があるのに、これらは皆、3sPhに分類されてしまう。

場合によっては置換の位置によって物性値が異なる事もあるだろう。それらに新しい官能基を定義して行くのは、きりがないし、相互作用効果など決めなくてはならないパラメータも官能基が増えると激増する。

YMBにはQEQを使って電荷を計算する機能がある。

例えば上の３つの化合物で、官能基のリストは全く同じになる。 (N=_reso 2 , CH=_reso 4)

しかし、上のYMBの計算結果に示すように窒素の電荷は分子によって異なる(-0.045, -0.105, -0.064)。

つまり、３つのN：_resoがあることはこの結果から明らかだろう。

またYMBの計算結果のなかで、Symmetry IndexやMax Plus Charge, Minimum Minus Chargeなどがこれらの化合物で異なる。

この、Symmetry Indexは電荷ベースのもので、２番目の化合物のみが100%で無くなる。

これらの電荷と対称性を利用した物性推算は始まったばかりだが、それを利用した物性推算結果は今後増えてくるだろう。

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