化学的劣化とは、化学物質が構造変化を起こし、その結果、分子の完全性が損なわれてより単純な化合物へと分解される過程を指す。この過程は、化学的故障や材料の寿命、自然劣化や経年変化、そしてリサイクルの核心をなすものである。その進行には多様なメカニズムが関与しているが、中でも熱分解、光分解、酸化、加水分解が最も一般的である。

低分子化合物の化学的分解生成物（デグラダント）の自動予測は、計算化学にとって長年の課題となっているが、幅広い産業用途に恩恵をもたらす可能性がある。その例としては、医薬品成分の分解、焼却による化学廃棄物の処理、リチウムイオン電池における電解質成分の分解、消費財のオゾン分解などが挙げられる。現在の手法は、主にルールベースの知識ベースやケミインフォマティクスに根ざしたヒューリスティックなアプローチに依存している。

本ウェビナーでは、Schrödingerの機能強化版「Nanoreactor」をご紹介します。これは、^{Grimmeら1が}開発したツールを基盤とし、結果のエネルギー精緻化の向上や統合されたユーザーインターフェースなど、多くの新機能を追加したものです。Schrödinger Nanoreactorは、事前知識を一切必要とせず、量子力学に基づいて低分子の化学的分解生成物を予測し、それらを直接選別するための革新的なデジタルソリューションです。

ウェビナーの見どころ

• 半経験的メタダイナミクスによる潜在エネルギー面の自動探索、ランドスケープの精緻化、および密度汎関数理論に基づく選別を統合したナノリアクター技術の概要
• 基本的なノートパソコンの処理能力だけで、考えられるすべての分解生成物を特定し、結果を可視化し、熱力学的原理に基づいて結果を分類できる、ユーザーフレンドリーなインターフェースのデモンストレーション
• この技術が、医薬品開発、化学物質の焼却、電池開発、消費財などの分野における課題の解決にどのように応用できるかについての事例

1. タイトバインディング量子化学計算に基づくメタダイナミクスシミュレーションを用いた化学化合物 、コンフォーマー、および反応空間の探索、Stefan Grimme、J. Chem. Theory Comput. 2019, 15, 5, 2847–2862