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HSPiP Hansen Solubility Parameter in Practice(HSPiP)HSP統合ソフトの本家HP

ハンセン溶解度パラメータ・ソフトウエアー(HSPiP)の購入方法とインストール

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Last Update
27-May-2017

アプリケーション・ノート#24
HSP基礎:HSPiPで使える官能基一覧: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ます。

2010.3.21

HSPiP Team Senior Developer, 非常勤講師 山本博志

 

HSPiPで使える官能基一覧:

HSPiP(Hansen Solubility Parameters in Practice)

HSPを効率的に扱えるように、ハンセン先生とアボット先生がHSPiPというWindows用のソフトウエアー、データベース、電子書籍の統合パッケージを開発されました。これを使うと溶解性に関する様々な疑問に答えてくれます。もちろん材料設計は溶解性だけで決まるほど単純ではありません。そこで、Y-MBという分子を自動的に分割し、様々な物性を推算する機能が付け加えられました。Y-MBはver.4 からはY-Predictというパワーツールとしても提供されています。

概要についてはこちらをお読みください。(2013.1.22)
機能についてはWhat Newをお読みください。
自分が使いたい化合物が計算できるかは使用できる官能基のリストで確認ください。
HSPiPの購入とインストール方法をまとめてあります。
他の会社はどんな使い方をしているのか? 特許をまとめてみました

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。(Ver. 3.1.x+では官能基の変更はありません) Power ToolのY-Predictも使える官能基に変更は無い。

(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3重結合を表す
R は環状化合物に使われる。

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。

Y-predict ユーザー 2013.9.7

Y-Predictで使える官能基はY-MBと同じである。
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3s_Ph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、3s_Ph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。

Y-Predict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Y-Predict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Y-Predict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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