KR101566993B1

KR101566993B1 - Method for analyzing molecular orbital pattern by multiple microscopic-scan and the system for analyzing molecular orbital pattern using the same

Info

Publication number: KR101566993B1
Application number: KR1020130090067A
Authority: KR
Inventors: 이승엽; 조혜성
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2015-11-06
Also published as: KR20150014642A

Abstract

본 발명은 a) 대상 물질에 대하여 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)을 구하는 단계; b) 상기 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)의 거리 기준으로 50%의 영역 내에 포함되는 분자 오비탈의 비율인 SMOR{0}을 계산하는 단계; c) 상기 핵심 영역(MOD-WIN) 내에 M개의 세부 핵심 영역(sub-core region)에 대한 경계를 정하고 정해진 세부 핵심 영역의 경계를 사용하여 세부 핵심 영역을 나타내는 MOD-WIN을 계산하고 M개의 sub-MOD-WIN{k}(k 는 1 내지 M의 자연수)을 지정하는 단계; d) 상기 M개의 sub-MOD-WIN{k}에 대해서 거리 기준으로 50%의 영역 내에 포함되는 분자 오비탈의 비율인 SMOR{k}을 계산하는 단계; 및 e) 상기 M개의 sub-MOD-WIN{k}에 대해 계산된 SMOR{k}의 편차(SubDev{k})를 계산하고, 각 세부 핵심 영역에 대한 분자 오비탈 분포 경향을 상기 SubDev{k}를 통해 평가하는 단계를 포함하는 복합적 미세 탐색을 통한 분자 오비탈 분포 경향 평가 방법에 관한 것이다.The present invention provides a method for determining a molecular orbital a) determining a core area (MOD-WIN) of a molecular orbitals for a target material; b) calculating SMOR {0}, which is the ratio of molecular orbital contained within a region of 50% based on the distance of the core region (MOD-WIN) of the molecular orbitals; c) determining a boundary for M sub-core regions in the core region (MOD-WIN), calculating a MOD-WIN indicating a detail core region using a boundary of the determined core region, -MOD-WIN { k } (where k is a natural number from 1 to M); d) calculating SMOR {k} which is a ratio of molecular orbital contained in the region of 50% with respect to the M sub-MOD-WIN { k } on a distance basis; And e) calculating a deviation (SubDev {k}) of SMOR {k} computed for the M sub-MOD-WIN { k } and determining a molecular orbital distribution trend for each sub- The present invention also relates to a method for evaluating molecular orbital distribution tendency through a complex fine search.

Description

복합적 미세 탐색을 통한 분자 오비탈 분포 경향 평가 방법 및 이를 이용한 분자 오비탈 분포 경향 평가 시스템{Method for analyzing molecular orbital pattern by multiple microscopic-scan and the system for analyzing molecular orbital pattern using the same} TECHNICAL FIELD The present invention relates to a molecular orbital distribution tendency evaluation method and a molecular orbital distribution tendency evaluation system using the same,

본 발명은 복합적 미세 탐색을 통한 분자 오비탈 분포 경향 평가 방법 및 이를 이용한 분자 오비탈 분포 경향 평가 시스템에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a molecular orbital distribution tendency evaluation method through complex fine search and a molecular orbital distribution tendency evaluation system using the same.

분자 내 전자의 거동을 나타내는 분자 오비탈(Molecular Orbital)은 물질의 전기화학적 특성에 큰 영향을 주는 중요한 물성이지만 정량적으로 분자오비탈을 정확하게 평가할 수 있는 방법이 없기 때문에 그 중요성에 비해 다른 물성들에 비해 광범위하게 이용되지 못하고 있다. 전통적으로 분자 오비탈 특성을 평가하는 방법은 양자역학에 근간을 둔 계산 방법으로 계산된 분자 오비탈을 그림으로 생성시킨 후 이를 주관적인 시각적 판단에 의존해서 평가하는 정성적인 방법이다. Molecular Orbital (Molecular Orbital), which represents the behavior of electrons in a molecule, is an important physical property that greatly affects the electrochemical properties of a material. However, since there is no way to accurately evaluate the molecular orbital quantitatively, Is not used. Traditionally, the molecular orbital characterization method is a qualitative method in which a molecular orbital image is calculated by a computational method based on quantum mechanics and then evaluated by subjective visual judgment.

그러나, 정성적인 방법은 전체적인 경향을 파악하기 위해서는 매우 유용하지만 기준이 평가자에 따라 주관적으로 변할 수 있기 때문에 명확하고 체계적인 평가를 할 수 없는 한계를 나타낸다.However, qualitative methods are very useful for understanding overall trends, but they represent limitations on which a clear and systematic assessment can not be made because the criteria may change subjectively to the evaluator.

이러한 정성적인 평가 방법의 한계를 극복해 분자 오비탈을 체계적으로 정확하게 평가하기 위해 정량적으로 분자 오비탈 특성을 평가할 수 있는 평가 방법을 개발하기 위해 본 발명자는 여러 방법을 개발했다. In order to overcome the limitations of such a qualitative evaluation method and to develop an evaluation method capable of quantitatively evaluating molecular orbital characteristics in order to systematically and accurately evaluate molecular orbital, the present inventor has developed various methods.

그 중에서도 본 발명자는 정량적 방법을 기반으로 예전에는 알려지지 않았던 분자 오비탈의 새로운 특성을 평가할 수 있는 신규 평가 방법으로, 특히 복잡한 패턴을 가지는 분자 오비탈에 대해 복합적인 미세 탐색을 수행해 분포 경향을 정량적으로 자세하고 정확하게 평가할 수 있는 새로운 방법을 개발하게 되었다. Among them, the inventor of the present invention is a new evaluation method capable of evaluating new characteristics of molecular orbital which was previously unknown based on a quantitative method. In particular, the present inventors conducted a complex fine search for molecular orbitals having complex patterns to quantitatively analyze the distribution tendency We have developed a new method to evaluate accurately.

JPJP 2011-1738212011-173821 AA

Mireia Guell, Eduard Matito, Josep M. Luis, Jordi Poater, and Miquel Sola, Analysis of Electron Delocalization in Aromatic System: Individual Molecular Orbital Contributions to Para-Delocalization Indexes (PDI), J. Phys. Chem. A. 2006, 110, 11569-11574. Mireia Guell, Eduard Matito, Josep M. Luis, Jordi Poater, and Miquel Sola, Analysis of Electron Delocalization in Aromatic System: Individual Molecular Orbital Contributions to Para-Delocalization Indexes (PDI), J. Phys. Chem. A. 2006, 110, 11569-11574.

상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 정량적 방법을 기반으로 복잡한 패턴을 가지는 분자 오비탈에 대해 복합적인 미세 탐색을 수행해 분포 경향을 정량적으로 자세하고 정확하게 평가할 수 있는 새로운 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the prior art, it is an object of the present invention to provide a new method for quantitatively and precisely evaluating a distribution tendency by performing a complex fine search on a molecular orbit having a complex pattern based on a quantitative method do.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 a) 대상 물질에 대하여 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)을 하기 i) 내지 ⅳ) 단계에 의하여 구하는 단계: ⅰ) 대상 물질에 대하여 양자역학 계산법을 이용하여 분자 오비탈(molecular orbital) 분포를 계산하는 단계, ⅱ) 대상 물질의 분자의 중심으로부터 출발해서 방사 방향 (radial direction)으로 일정한 간격을 가지고 증가하는 메쉬 (mesh)인 RDM(k)을 구축한 후(k=1 내지 N, N은 RDM의 총 개수), 각각의 RDM(k)에 따른 분자 오비탈 분포인 MO(k)를 구하는 단계, ⅲ) 상기 MO(k)에 대한 전체 합인 SUM 값을 하기 식 1와 같이 구한 후, 하기 식 2의 Ra(k)를 구하는 단계, 및 ⅳ) 상기 Ra(k)의 값이 p≤Ra(k)≤q(p는 0.01=p=0.30, q는 0.70=q=0.99)의 범위를 갖는 영역을 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)으로 정하는 단계; b) 상기 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)의 거리 기준으로 50%의 영역 내에 포함되는 분자 오비탈의 비율인 SMOR{0}을 계산하는 단계; c) 상기 핵심 영역(MOD-WIN) 내에 M개의 세부 핵심 영역(sub-core region)에 대한 경계를 정하고 정해진 세부 핵심 영역의 경계를 사용하여 세부 핵심 영역을 나타내는 MOD-WIN을 계산하고 M개의 sub-MOD-WIN{k}(k 는 1 내지 M의 자연수)을 지정하는 단계; d) 상기 M개의 sub-MOD-WIN{k}에 대해서 거리 기준으로 50%의 영역 내에 포함되는 분자 오비탈의 비율인 SMOR{k}을 계산하는 단계; 및 e) 상기 M개의 sub-MOD-WIN{k}에 대해 계산된 SMOR{k}의 편차(SubDev{k})를 계산하고, 각 세부 핵심 영역에 대한 분자 오비탈 분포 경향을 상기 SubDev{k}를 통해 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합적 미세 탐색을 통한 분자 오비탈 분포 경향 분포 평가 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for quantitatively determining a molecular orbital of a target substance, comprising the steps of: a) obtaining a core region (MOD-WIN) of a molecule orbitals with respect to a target substance by the following steps i) to iv): i) (K), which is a mesh starting from the center of the molecule of the target substance and increasing in a radial direction at regular intervals, (k), which is a molecular orbital distribution according to each RDM (k), (i) obtaining a SUM value as a total sum with respect to the MO (k), (k = 1 to N and N is a total number of RDMs) (K) (p = 0.01, p = 0.30, q = 0.70), and calculating a value of Ra (k) = q = 0.99) as a core region (MOD-WIN) of the molecular orbitals; b) calculating SMOR {0}, which is the ratio of molecular orbital contained within a region of 50% based on the distance of the core region (MOD-WIN) of the molecular orbitals; c) determining a boundary for M sub-core regions in the core region (MOD-WIN), calculating a MOD-WIN indicating a detail core region using a boundary of the determined core region, -MOD-WIN { k } (where k is a natural number from 1 to M); d) calculating SMOR {k} which is a ratio of molecular orbital contained in the region of 50% with respect to the M sub-MOD-WIN { k } on a distance basis; And e) calculating a deviation (SubDev {k}) of SMOR {k} computed for the M sub-MOD-WIN { k } and determining a molecular orbital distribution trend for each sub- The method comprising the steps of: evaluating a molecular orbital distribution trend distribution through a complex fine search.

본 발명의 분자 오비탈 분포 경향 평가 방법은 다양한 경계를 가지는 여러 개의 세부 핵심 영역을 사용하여 복합적 미세 탐색을 통해 분자 오비탈 분포 경향을 평가함으로써, 분자 오비탈 분포 경향을 미세한 세부 영역까지 정확하게 정량적으로 평가할 수 있어, OLED(organic light-emitting diode) 또는 태양전지 등과 같은 분야의 신규 물질 개발에 이용될 수 있다.The molecular orbital distribution tendency evaluation method of the present invention can accurately and quantitatively measure the molecular orbital distribution tendency to fine details by evaluating the tendency of molecular orbital distribution through complex fine search using several detailed core regions having various boundaries , Organic light-emitting diodes (OLEDs), solar cells, and the like.

도 1는 본 발명에 따른 MULMIC-scan(MULTiple MICroscopic-scan) 법에 따른 계산과정을 나타낸 Flow chart이다.
도 2는 (1) NPB(N,N'-Di[(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl]-1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine)분자의 분자 오비탈에 대한 MOD-WIN 및 SMOR{0}, 그리고 sub-MOD-WIN{k} 및 SMOR{k}을 각각 나타낸 것이고, (2) MATERIAL STUDIO의 프로그램인 VISUALIZER를 사용하여 상기 분자 오비탈의 분포를 시각화한 것이다.
도 3은 MATERIAL STUDIO의 프로그램인 VISUALIZER를 사용하여 실시예 2의 서로 다른 전하 상태에서 계산된 NPB 분자의 분자 오비탈 A0과 A1를 각각 시각화한 것이다.1 is a flow chart illustrating a calculation process according to the MULMIC-scan (MULTIPLEIC MICROSCOPE-SCAN) method according to the present invention.
2 is a graph showing the results of (1) the molecular orbitals of NPB (N, N'-Di [(1-naphthyl) -N, N'- diphenyl] -1,1'-biphenyl) -4,4'- MOD-WIN and SMOR {0}, and sub-MOD-WIN { k } and SMOR {k}, respectively, and (2) visualization of the distribution of the molecular orbital using the VISUALIZER program of MATERIAL STUDIO.
FIG. 3 is a visualization of molecular orbital A0 and A1 of NPB molecules calculated in different charge states of Example 2, using a program of MATERIAL STUDIO, VISUALIZER.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 복합적 미세 탐색을 통한 분자 오비탈 분포 경향 평가 방법은,The molecular orbital distribution tendency evaluation method according to the present invention,

a) 대상 물질에 대하여 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)을 하기 i) 내지 ⅳ) 단계에 의하여 구하는 단계: ⅰ) 대상 물질에 대하여 양자역학 계산법을 이용하여 분자 오비탈(molecular orbital) 분포를 계산하는 단계, ⅱ) 대상 물질의 분자의 중심으로부터 출발해서 방사 방향(radial direction)으로 일정한 간격을 가지고 증가하는 메쉬(mesh)인 RDM(k)을 구축한 후(k=1 내지 N, N은 RDM의 총 개수), 각각의 RDM(k)에 따른 분자 오비탈 분포인 MO(k)를 구하는 단계, ⅲ) 상기 MO(k)에 대한 전체 합인 SUM 값을 하기 식 1와 같이 구한 후, 하기 식 2의 Ra(k)를 구하는 단계, 및 ⅳ) 상기 Ra(k)의 값이 p≤Ra(k)≤q(p는 0.01=p=0.30, q는 0.70=q=0.99)의 범위를 갖는 영역을 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)으로 정하는 단계; b) 상기 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)의 거리 기준으로 50%의 영역 내에 포함되는 분자 오비탈의 비율인 SMOR{0}을 계산하는 단계; c) 상기 핵심 영역(MOD-WIN) 내에 M개의 세부 핵심 영역(sub-core region)에 대한 경계를 정하고 정해진 세부 핵심 영역의 경계를 사용하여 세부 핵심 영역을 나타내는 MOD-WIN을 계산하고 M개의 sub-MOD-WIN{k}(k 는 1 내지 M의 자연수)을 지정하는 단계; d) 상기 M개의 sub-MOD-WIN{k}에 대해서 거리 기준으로 50%의 영역 내에 포함되는 분자 오비탈의 비율인 SMOR{k}을 계산하는 단계; 및 e) 상기 M개의 sub-MOD-WIN{k}에 대해 계산된 SMOR{k}의 편차(SubDev{k})를 계산하고, 각 세부 핵심 영역에 대한 분자 오비탈 분포 경향을 상기 SubDev{k}를 통해 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.a) determining the molecular orbital distribution (MOD-WIN) for the target substance by steps i) to iv): i) calculating the molecular orbital distribution using the quantum mechanical calculation method for the substance of interest (K = 1 to N, N being RDM (k)), which is a mesh starting from the center of the molecule of the target substance and increasing in a radial direction at regular intervals (K), which is a total sum of MO (k) and MO (k), of the molecular orbital distribution according to each RDM (k) (K) of Ra (k), and iv) a step of obtaining Ra (k) of the area Ra (k) (MOD-WIN) of the molecular orbital; b) calculating SMOR {0}, which is the ratio of molecular orbital contained within a region of 50% based on the distance of the core region (MOD-WIN) of the molecular orbitals; c) determining a boundary for M sub-core regions in the core region (MOD-WIN), calculating a MOD-WIN indicating a detail core region using a boundary of the determined core region, -MOD-WIN { k } (where k is a natural number from 1 to M); d) calculating SMOR {k} which is a ratio of molecular orbital contained in the region of 50% with respect to the M sub-MOD-WIN { k } on a distance basis; And e) calculating a deviation (SubDev {k}) of SMOR {k} computed for the M sub-MOD-WIN { k } and determining a molecular orbital distribution trend for each sub- And a step of evaluating the quality of the image.

(식 1)(Equation 1)

(식 2)(Equation 2)

본 발명자는 상기 복합적 미세 탐색을 통한 분자 오비탈 분포 경향 평가 방법을 "MULMIC-scan(MULTiple MICroscopic-scan)법"이라고 명명하였다.The present inventor named the molecular orbital distribution tendency evaluation method through the complex fine search as "MULMIC-scan (MULTIPLE MICROSCOPIC-SCAN) method".

이하, 본 발명을 자세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은, 상기 a) 단계에서 대상 물질에 대하여 분자 오비탈의 핵심 영역 (MOD-WIN)을 구하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that a core region (MOD-WIN) of the molecular orbitals is obtained for the target substance in the step a).

상기 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)은 하기와 같은 하기 i) 내지 ⅳ) 단계를 통하여 구할 수 있는데, 먼저, ⅰ) 단계에서 대상 물질에 대하여, 양자역학 계산법을 이용하여 이들의 분자 오비탈(molecular orbital) 분포를 계산하는 것을 특징으로 한다. The core region (MOD-WIN) of the molecular orbitals can be obtained through the following steps i) to iv). First, in step i), the molecular orbital molecular orbital distribution.

분자 오비탈은 분자 내에서의 전자의 파동적(wave-like) 거동을 나타내는 수학적인 모사로 정의할 수 있다. 상기와 같이 대상 물질에 대한 양자역학 계산을 통해 분자 오비탈 분포를 구한다. 분자 오비탈 분포를 구하기 위한 양자역학적 계산은, 양자역학을 이용한 방법이라면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 물질의 분자 구조에서 계산되는 각 지점에서의 오비탈 파동 함수(orbital wave function, ψ)의 제곱인 전자 밀도(ψ²)의 분포를 통하여 계산하는 것을 사용할 수 있고, 단일지점　에너지（single point energy）　계산　또는　기하학적　최적화(geometry optimization）　계산을　이용할 수도 있다. 구체적으로, 본 발명의 발명자들은 DFT(Density Functional Theory)에 근간을 둔 ACCELRYS 사에서 개발한 MATERIAL STUDIO의 DMol3를 이용하여 분자 오비탈의 분포를 계산하였다.Molecular orbitals can be defined as mathematical simulations that show the wave-like behavior of electrons in a molecule. As described above, the molecular orbital distribution is obtained through the quantum mechanical calculation for the target substance. The quantum mechanical calculation for obtaining the molecular orbital distribution is not particularly limited as long as it is a method using quantum mechanics, but it is preferable that the electron orbit, which is the square of the orbital wave function (?) At each point calculated in the molecular structure of the substance, The calculation using the distribution of the density (? ² ) can be used and the single point energy calculation or the geometry optimization calculation can be used. Specifically, the inventors of the present invention have found that the Density Functional The distribution of molecular orbital was calculated using DMol3 of MATERIAL STUDIO developed by ACCELRYS, which is based on Theory.

이 후, ⅱ) 단계에서 대상 물질의 분자의 중심으로부터 출발해서 방사 방향(radial direction)으로 일정한 간격을 가지고 증가하는 메쉬(mesh)인 RDM(k)을 구축한 후(k=1 내지 N, N은 RDM의 총 개수), 각각의 RDM(k)에 따른 분자 오비탈 분포인 MO(k)를 구하는 것을 특징으로 한다. Then, in step ii), RDM (k), which is an increasing mesh starting from the center of the molecule of the target material and increasing in a radial direction, is constructed (k = 1 to N, N Is a total number of RDMs), and MO (k), which is a molecular orbital distribution according to each RDM (k), is obtained.

상기　RDM(k)에 대한 구조 특성 계산은　(x，y，z)의　원자　좌표(atomic　coordinates)를　이용하여　계산할 수 있으며, 이와 같은 정보를 구조 특성 계산을 통해 계산된 분자 오비탈 분포와 연결시켜야 한다. 상기와 같은 구조 특성화 계산 과정이 필요한 이유는 분자 구조의 좌표(coordinates) 정보를 그대로 사용하면 분자 오비탈 분포는 그냥 분자 전체에 산개되어 있는 데이터일 뿐, 아무런 정보를 주지 못하기 때문이다. 따라서, 주어진 분자 구조에 대한 특성화 계산은 분자 내 중심으로부터 출발하는 RDM(radially discrete mesh)을 구성한 후, 각 RDM에 속해 있는 영역을 구함으로써, 분자 구조 전체에 대한 RDM을 계산한다. 상기 RDM은 분자의 중심으로부터 출발해서 방사 방향(radial direction)으로 일정한 간격을 가지고 증가하는 메쉬(mesh)를 나타낸다. 상기 RDM에 의한 분자 구조 계산에 있어서, 분자 내 중심 (x_c, y_c, z_c)을 구하는 방법은 다음의 식 3-1 내지 3-3과 같다.The structural property calculation for RDM (k) can be performed using the atomic coordinates of (x, y, z), and such information should be linked to the molecular orbital distribution calculated through the structural property calculation . The reason why the above-described structural characterization calculation process is required is that if the coordinates information of the molecular structure is used as it is, the molecular orbital distribution is merely data scattered throughout the molecule, and gives no information. Therefore, the characterization calculation for a given molecular structure computes the RDM for the entire molecular structure by constructing a RDM (radially discrete mesh) starting from the center of the molecule and then determining the region belonging to each RDM. The RDM represents a mesh that starts at the center of the molecule and increases in a radial direction with constant spacing. In the calculation of the molecular structure by RDM, the method of obtaining the intramolecular center (x _c , y _c , z _c ) is as shown in the following formulas 3-1 to 3-3.

(식 3-1)(Equation 3-1)

(식 3-2) (Expression 3-2)

(식 3-3) (Equation 3-3)

상기 식 3-1 내지 3-3에서 N^AT는 분자를 구성하는 원자 좌표의 총 개수를 나타낸다. 상기와 같이 구성된 RDM 방법을 사용함으로써, 분자 구조를 세분화 하여 이를 분자 오비탈 분포와 매칭시킨다. In the formulas 3-1 to 3-3, N ^AT represents the total number of atomic coordinates constituting the molecule. By using the RDM method thus constructed, the molecular structure is subdivided and matched with the molecular orbital distribution.

RDM은 분자 중심으로부터 시작해 방사 방향(radial direction)으로 일정한 간격(Δr)만큼 증가하는 메쉬(mesh)를 나타낸다. 분자 구조의 원자들이 모두 포함될 때까지 RDM(1), RDM(2), …, RDM(N)으로 증가하며, RDM(1)은 분자 중심에서 가장 가까운 메쉬로 분자 중심에서 ? 만큼 떨어져 있다. 이렇게 분자 중심으로부터 점차적으로 Δr 만큼 증가시키면서 순차적으로 RDM을 만들 수 있다. 즉, RDM(2)는 분자 중심에서 2Δr 만큼 떨어져 있는 것이고 RDM(3)는 분자 중심에서 3Δr만큼 떨어져 있는 메쉬이다. 이렇게 일정한 크기로 메쉬를 증가시키면서 RDM을 구축할 수 있는데 가장 크기가 큰 RDM인 RDM(N)은 분자 중심에 가장 외각에 있는 분자를 포함할 수 있어 전체 분자를 다 포함해야 한다. 이렇게 구축된 N 개의 RDM에 대해서 각각의 RDM 내에 포함되는 MO(Molecular Orbital)를 계산한다. 이와 같은 과정을 통해서 각각의 RDM내에 분자 전체의 MO 정보가 연결된다.RDM represents a mesh starting from the center of the molecule and increasing in a radial direction by a constant interval (? R). RDM (1), RDM (2), ... until all atoms of the molecular structure are included. , RDM (N), and RDM (1) is the closest mesh from the center of the molecule to the center of the molecule. Away. Thus, the RDM can be sequentially generated while increasing gradually from the center of the molecule by? R. That is, RDM (2) is 2Δr apart from the center of the molecule and RDM (3) is a mesh 3Δr apart from the center of the molecule. RDM (N), which is the largest RDM, can contain the outermost molecule at the center of the molecule and must contain all the molecules. The MO (Molecular Orbital) included in each RDM is calculated for the N RDMs thus constructed. Through this process, the MO information of the whole molecule is connected to each RDM.

상기 RDM 계산에 있어서, RDM의 총 개수인 N 값은 특별한 제한은 없으나 바람직하게는 50 내지 300의 범위를 갖고, 더욱 바람직하게는 100 내지 300의 범위를 갖는다. 이렇게 계산된 RDM에 대하여 각 RDM에 포함되는 분자 오비탈 분포를 계산한다. 이를 통해 분자 구조에 대해서 계산된 분자 오비탈 정보를 총 N 개의 RDM으로 변환된 구조 특성에 대한 분자 오비탈 정보로 매칭(matching) 시킨다. In the RDM calculation, the total number N of RDMs is not particularly limited, but is preferably in the range of 50 to 300, more preferably in the range of 100 to 300. Calculate the molecular orbital distribution in each RDM for this calculated RDM. Thereby matching the molecular orbital information calculated for the molecular structure to the molecular orbital information for the structural characteristics converted to the total of N RDMs.

그리고, ⅲ) 단계에서 상기 ⅱ) 단계에서 구한 상기 MO(k)에 대한 전체 합인 SUM 값을 하기 식 1와 같이 구한 후, 하기 식 2의 Ra(k)를 구한다.Then, in step iii), the sum SUM of the sum of the MO (k) obtained in the step ii) is obtained by the following equation 1, and Ra (k) of the equation 2 is obtained.

(식 1)(Equation 1)

(식 2)(Equation 2)

상기 식 1은 대상 물질의 분자의 중심으로부터 출발해서 방사 방향(radial direction)으로 일정한 간격을 가지고 증가하는 메쉬(mesh)인 RDM(k)을 구축한 후(k=1 내지 N, N은 RDM의 총 개수), 각각의 RDM(k)에 따른 분자 오비탈 분포인 MO(k)에 대한 전체 합인 SUM값을 구하는 것이다.(K = 1 to N, where N is the number of RDMs), which is a mesh starting from the center of the molecule of interest and increasing in a radial direction, (K), which is the sum of the molecular orbital distribution MO (k) according to each RDM (k).

이 후, RDM(1)으로부터 RDM(k)까지 전체 오비탈에서 얼마만큼의 분자 오비탈을 포함하는지를 구하기 위하여, 상기 식 2와 같이 Ra(k)를 구한다. 상기 Ra(k) 값은 0.00에서 1.0까지의 값을 갖게 되면, 최외각의 RDM인 RDM(N)에서의 Ra(N)은 1.0의 값을 갖게 된다.Thereafter, in order to determine how much molecular orbitals are contained in the entire orbital from RDM (1) to RDM (k), Ra (k) is obtained as in the above formula (2). When the value of Ra (k) has a value from 0.00 to 1.0, Ra (N) in RDM (N) which is the outermost RDM has a value of 1.0.

이 후, ⅳ) 단계에서 상기 Ra(k)의 값이 p≤Ra(k)≤q의 범위를 갖는 영역을 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)으로 정한다.Subsequently, in a step iv), a region having a value of Ra (k) in the range of pRa (k)? Q is defined as a core region (MOD-WIN) of the molecular orbital.

상기 MOD-WIN은 분자 오비탈이 집중적으로 분포하고 있는 핵심 영역을 정량적인 값의 범위로 나타내는 것이다. MOD-WIN은 RDM(radially discrete mesh)을 통해 계산된다. RDM은 분자 중심으로부터 시작해 방사 방향(radial direction)으로 일정한 간격(Δr)만큼 증가하는 메쉬(mesh)를 나타낸다. The MOD-WIN represents a range of quantitative values in which the molecular orbitals are concentrated. MOD-WIN is calculated through RDM (radially discrete mesh). RDM represents a mesh starting from the center of the molecule and increasing in a radial direction by a constant interval (? R).

상기 p값 및 q 값은, 사용자가 설정하려는 핵심 영역의 범위에 따라서 정할 수 있으나, 0.01≤p≤0.30, q는 0.70≤q≤0.99의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 p 값이 0.01 미만이면, 비 핵심 영역이 포함될 수 있고, 0.30을 초과하면 제외되는 분자 오비탈 분포 영역이 너무 많아진다. 또, 상기 q 값이 0.70 미만이면, 제외되는 분자 오비탈 분포 영역이 너무 많아지고, 0.99을 초과하면 비 핵심 영역이 포함될 수 있다.The p value and the q value may be determined according to the range of the core area to be set by the user, but it is preferable that 0.01 p 0.30 and q 0.70 q 0.99. If the p value is less than 0.01, the non-core region may be included, and if the p value is more than 0.30, the excluded molecular orbital distribution region becomes too large. If the q value is less than 0.70, the excluded molecular orbital distribution region becomes too large, and if it exceeds 0.99, the non-core region may be included.

상기, ⅳ) 단계에서 상기 Ra(k)가 p값을 갖는 RDM(k)를 RDM(S0)으로, 상기 Ra(k)가 q값을 갖는 RDM(k)를 RDM(E0)으로 설정한 후, 상기 RDM(S0)과 RDM(E0) 사이의 RDM(k) 영역을 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)으로 결정할 수 있다.In step (iv), RDM (k) having the p value of Ra (k) is set as RDM (So) and RDM (k) having Ra of q , The RDM (k) region between the RDM (SO) and the RDM (E0) can be determined as a core region (MOD-WIN) of the molecular orbitals.

이 때, 상기 RDM(S0)과 RDM(E0) 사이의 RDM(k) 영역 거리를 분자 오비탈의 핵심 영역의 크기로 결정하게 되며, 구체적으로는 RDM(S0)과 RDM(E0) 사이의 방사 방향(radial direction)의 거리를 분자 오비탈의 핵심 영역의 크기로 결정하게 된다.At this time, the RDM (k) region distance between the RDM (So) and the RDM (E0) is determined as the size of the core region of the molecular orbitals. Specifically, the distance between the RDM (SO) and the RDM the distance of the radial direction is determined as the size of the core region of the molecular orbital.

상기 핵심 영역은 분자 오비탈이 전체 합 대비 누적 비율 Y_o%에서 Z_o%사이에 있는 영역으로 정의되며, 이 경우의 핵심 영역에 대한 경계는 {Y_o,Z_o}이다. 핵심 영역의 경계인 {Y_o,Z_o}는 사용자의 목적에 따라 다양한 조합으로 사용될 수 있다. 이때 Y_o와 Z_o는 모두 0<Y_o, Z_o<100% 내의 값이어야 하고 반드시 Y_o<Z_o이어야 한다. The core region is defined as a region in which the molecular orbital is located between the cumulative ratio Y ₀ % to Z ₀ % of the total sum, and the boundary for the core region in this case is {Y ₀ , Z ₀ }. {Y _o , Z _o }, which is the boundary of the core region, can be used in various combinations according to the purpose of the user. In this case, both of Y _o and Z _o must be values within 0 <Y _o and Z _o <100%, and Y _o <Z _o .

본 발명의 바람직한 구체예에서는 {Y_o,Z_o}={5%,95%}로 핵심 영역에 대한 경계를 정한다. 상기 핵심 영역은 분자 오비탈이 전체 합 대비 누적 비율 5%에서 95%사이에 있는 영역으로 정의되며, 이 경우의 핵심 영역에 대한 경계는 {Y_o,Z_o}={5%,95%}이다.
In a preferred embodiment of the present invention, {Y _o , Z _o } = {5%, 95%} defines the boundaries for the core region. The core region is defined as the region where the molecular orbital is in a cumulative ratio of 5% to 95% of the total sum. In this case, the boundary for the core region is {Y ₀ , Z ₀ } = {5%, 95%} .

상기와 같이 i) 내지 ⅳ) 단계를 거쳐서 분자 오비탈의 핵심 영역을 구하게 되면, 분자 오비탈이 분포하고 있지 않은 RDM(k) 영역을 제외하고, 분자 오비탈이 충분히 분포하고 있는 RDM(k) 영역을 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)을 구함으로써, 분자 오비탈이 집중적으로 분포하고 있는 핵심 영역을 확인 할 수 있다. As described above, when the core region of the molecular orbital is obtained through steps i) to iv), the RDM (k) region in which the molecular orbitals are sufficiently distributed, except for the RDM (k) Obtaining the core region of the orbitals (MOD-WIN), we can identify the key regions in which the molecular orbital is concentrated.

본 발명은 상기 b) 단계에서, a) 단계에서 구한 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)의 거리 기준으로 50%의 영역 내에 포함되는 분자 오비탈의 비율 (SMOR{0})을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the step b), the step of calculating the ratio (SMOR {0}) of the molecular orbitals contained in the region of 50% based on the distance of the core region (MOD-WIN) of the molecular orbital determined in the step a) .

상기 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)의 거리 기준으로 50%의 영역 내에 포함되는 분자 오비탈의 비율(SMOR{0})의 계산은, 앞서 구한 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)을 L 개의 세분화된 MOD-WIN(segmented MOD-WIN)으로 나눈 후, 상기 세분화된 MOD-WIN내의 분자 오비탈 비율 정보를 이용하여 MOD-WIN을 매핑(mapping)하여, 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN) 크기의 50%가 될 때의 RDM(k) 내에 포함되어 있는 Ra(k) 값으로 분자 오비탈의 비율(SMOR{0})을 계산할 수 있다. 상기 L의 범위는 특별한 제한은 없으나, 정확한 계산을 위하여 5 내지 100 범위의 정수인 것이 바람직하다.The calculation of the ratio (SMOR {0}) of the molecular orbitals contained within the region of 50% based on the distance of the core region (MOD-WIN) of the molecular orbital is performed by calculating the ratio (MOD-WIN) by mapping the MOD-WIN using the molecular orbital ratio information in the subdivided MOD-WIN, dividing the MOD-WIN into the subdivided MOD- The ratio (SMOR {0}) of the molecular orbitals to the value of Ra (k) contained in RDM (k) at 50% of the size can be calculated. The range of L is not particularly limited, but is preferably an integer in the range of 5 to 100 for accurate calculation.

상기 SMOR{0}는 MOD-WIN내에서 분자 오비탈 밀집 패턴의 일관성을 나타내는데, SMOR{0}=50%일 경우는 분자 오비탈의 밀집 패턴이 MOD-WIN내의 위치에 상관없이 고르다는 것을 나타내고 50%보다 작거나 큰 값을 가지면 그 차이가 나는 정도에 비례해서 분자 오비탈 밀집 패턴이 MOD-WIN내에서 위치에 따라 민감하게 변한다는 것을 나타낸다. 이를 통해 MOD-WIN이 나타내는 분자 오비탈의 핵심 영역이 분자 구조 내에서 나타내는 밀집 패턴을 정량적으로 나타낸 평가할 수 있다. In the case of SMOR {0} = 50%, the dense pattern of molecular orbital is uniform irrespective of the position in the MOD-WIN, while the SMOR {0} indicates consistency of the molecular orbital density pattern in the MOD- If the value is smaller or larger, it indicates that the molecular orbital density pattern is sensitive to the position in the MOD-WIN in proportion to the difference. This allows quantitative evaluation of dense patterns of the molecular orbitals represented by MOD-WIN in the molecular structure.

또한, 본 발명은 c) 상기 핵심 영역(MOD-WIN) 내에 M개의 세부 핵심 영역(sub-core region)에 대한 경계를 정하고 정해진 세부 핵심 영역의 경계를 사용하여 세부 핵심 영역을 나타내는 MOD-WIN을 계산하고 M개의 sub-MOD-WIN{k}(k 는 1 내지 M의 자연수)을 지정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention provides a method for setting a sub-core region, comprising the steps of: c) setting a boundary for M sub-core regions in the core region (MOD-WIN) And designating M sub-MOD-WIN { k } (where k is a natural number from 1 to M).

상기 단계를 자세히 설명하면, 먼저 핵심 영역 {Y_o,Z_o} 내에 M개의 세부 핵심 영역(sub-core region)에 대한 경계를 정한다. M개의 세부 핵심 영역에 대한 경계 집합 ({Y₁,Z₁}, {Y₂,Z₂},……,{Y_M,Z_M})을 정할 수 있는데 탐색하려는 의도에 따라 다양한 조합을 가지는 경계 집합을 만들 수 있다. 하지만 반드시 모든 세부 핵심 영역의 경계는 {Y_o,Z_o}내에 속해야 한다. 즉 세부 핵심 영역의 경계는 아래에 나타낸 것과 같이 핵심 영역의 경계에 대한 부분 집합이 되어야 한다.Describing the above steps in detail, first, a boundary is defined for M sub-core regions within a core region {Y _o , Z _o }. ({Y ₁ , Z ₁ }, {Y ₂ , Z ₂ }, ..., {Y _M , Z _M }) for the _M detailed core regions can be determined. You can create a boundary set. However, the boundaries of all detail key areas must be within {Y _o , Z _o }. In other words, the boundary of the detail core area should be a subset of the boundary of the core area as shown below.

{Y₁,Z₁},{Y₂,Z₂},……,{Y_N,Z_N} ∈ {Y₀,Z₀}{Y ₁ , Z ₁ }, {Y ₂ , Z ₂ }, ... ... , {Y _N , Z _N } ∈ {Y ₀ , Z ₀ }

각각의 세부 핵심 영역의 경계는 탐색 목적에 따라 서로 겹쳐도 무관하다.The boundary of each detail key region may be overlapped depending on the purpose of the search.

이렇게 결정한 세부 핵심 영역 집합에 대해 MOD-WIN을 계산하고 이를 sub-MOD-WIN{k}(k 는 1 내지 M의 자연수)이라고 지정한다. The MOD-WIN is calculated for the set of detailed core areas thus determined and designated as sub-MOD-WIN { k } ( k is a natural number from 1 to M).

이어서, d)단계에서 상기 M개의 sub-MOD-WIN{k}에 대해서 sub-MOD-WIN 크기의 50%가 될 때의 분자 오비탈 비율인 SMOR을 계산하는 것을 특징으로 한다. SMOR이 50%이면 sub-MOD-WIN내의 분자 오비탈은 고르게 분포하고 있다는 것을 나타내고 50%에서 멀어질수록 분포 경향 차이가 크게 발생한다는 것을 나타낸다.Next, in step d), SMOR, which is a molecular orbital ratio when 50% of the sub-MOD-WIN size is calculated for the M sub-MOD-WIN { k }, is calculated. When SMOR is 50%, the molecular orbital in the sub-MOD-WIN is distributed evenly, and the further away from 50%, the greater the difference in distribution tendency.

이어서, e)단계에서 상기 M개의 sub-MOD-WIN{k}에 대해 계산된 SMOR{k}의 편차(SubDev{k})를 계산하고, 각 세부 핵심 영역에 대한 분자 오비탈 분포 경향을 상기 SubDev{k}를 통해 파악하는 것을 특징으로 한다.Subsequently, in step e), a deviation (SubDev {k}) of SMOR {k} calculated for the M sub-MOD-WIN { k } is calculated and the molecular orbital distribution tendency for each sub- {k}.

상기 M개의 sub-MOD-WIN{k}에 대해 계산된 SMOR{k}의 편차(SubDev{k})는 하기 식 4에 의해 계산된다.The deviation (SubDev {k}) of the SMOR {k} calculated for the M sub-MOD-WIN { k } is calculated by the following equation (4).

(식 4)(Equation 4)

SubDev{k}=50%-SMOR{k}, k=1~M
SubDev {k} = 50% -SMOR {k}, k = 1 to M

상기 식 4에서 SubDev{k}<0인 경우는 sub-MOD-WIN{k}내에서 분자 오비탈이 분자 중심에 가까운 부분에 더 많이 분포하는 것을 나타내고 SubDev{k}>0인 경우는 분자 오비탈이 외곽에 더 많이 분포하는 것을 나타낸다. |SubDev{k}|의 값이 클수록 분자 오비탈의 분포 경향이 위치에 따라 크게 영향을 받는다는 것을 의미한다. 각 세부 핵심 영역에 대한 분자 오비탈 분포 경향을 SubDev{k}를 통해 파악할 수 있고 이를 이용한 맵핑(mapping)을 통해 분자 오비탈 경향을 상세하게 정량적으로 평가할 수 있다.
SubDev {k} in the formula 4 <If 0 is a molecular orbital in the sub-MOD-WIN {k} represents that further distribution much in a portion close to the molecular center SubDev {k}> If 0 is the molecular orbital And more distributed in the outer periphery. The larger the value of | SubDev { k } |, the greater the distributional tendency of the molecular orbital is affected by the location. We can grasp the molecular orbital distribution tendency for each detail core region through SubDev { k } and can quantitatively evaluate molecular orbital tendency through mapping using it.

또한, 본 발명은 상기 분자 오비탈 분포 경향 평가 방법을 이용한 복합적 미세 탐색을 통한 분자 오비탈 분포 경향 평가 시스템을 제공한다.In addition, the present invention provides a molecular orbital distribution tendency evaluation system through complex fine search using the molecular orbital distribution tendency evaluation method.

상기 복합적 미세 탐색을 통한 분자 오비탈 분포 경향 평가 시스템은, a) 대상 물질에 대하여 양자역학 계산법을 이용하여 분자 오비탈(molecular orbital) 분포를 계산하고, 대상 물질의 분자의 중심으로부터 출발해서 방사 방향(radial direction)으로 일정한 간격을 가지고 증가하는 메쉬(mesh)인 RDM(k)을 구축한 후(k=1 내지 N, N은 RDM의 총 개수), 각각의 RDM(k)에 따른 분자 오비탈 분포인 MO(k)를 구하고, 상기 MO(k)에 대한 전체 합인 SUM 값을 하기 식 1와 같이 구한 후, 하기 식 2의 Ra(k)를 구하고, 상기 Ra(k)의 값이 p≤Ra(k)≤q(p는 0.01=p=0.30, q는 0.70=q=0.99)의 범위를 갖는 영역을 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)으로 정하는 제1 결정 모듈; b) 상기 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)의 거리 기준으로 50%의 영역 내에 포함되는 분자 오비탈의 비율인 SMOR{0}을 계산하여 데이터를 입력받는 제1 데이터 입력 모듈; c) 상기 핵심 영역(MOD-WIN) 내에 M개의 세부 핵심 영역(sub-core region)에 대한 경계를 정하고 정해진 세부 핵심 영역의 경계를 사용하여 세부 핵심 영역을 나타내는 MOD-WIN을 계산하고 M개의 sub-MOD-WIN{k}(k 는 1 내지 M의 자연수)을 지정하는 제2 결정 모듈; d) 상기 M개의 sub-MOD-WIN{k}에 대해서 거리 기준으로 50%의 영역 내에 포함되는 분자 오비탈의 비율인 SMOR{k}을 계산하여 데이터를 입력받는 제2 데이터 입력 모듈; 및 e) 상기 M개의 sub-MOD-WIN{k}에 대해 계산된 SMOR{k}의 편차(SubDev{k})를 계산하고, 각 세부 핵심 영역에 대한 분자 오비탈 분포 경향을 상기 SubDev{k}를 통해 평가하는 평가 모듈을 포함한다.The molecular orbital distribution tendency evaluation system based on the complex fine search comprises: a) calculating a molecular orbital distribution using a quantum mechanical calculation method for a target substance, calculating a molecular orbital distribution starting from a center of a molecule of the target substance, (k = 1 to N, N is the total number of RDMs), RDM (k), which is an increasing mesh with constant intervals in the direction (k) is obtained, and a value of Ra (k) of Ra (k) is calculated as follows: p (Ra (k) ) &Lt; = q (p = 0.01, p = 0.30, q = 0.70 = q = 0.99) as a core region (MOD-WIN) of a molecular orbital; b) a first data input module for receiving data by calculating SMOR {0} which is a ratio of molecular orbital contained within a region of 50% based on the distance of a core region (MOD-WIN) of the molecular orbitals; c) determining a boundary for M sub-core regions in the core region (MOD-WIN), calculating a MOD-WIN indicating a detail core region using a boundary of the determined core region, A second determination module that specifies MOD-WIN { k }, where k is a natural number from 1 to M; d) a second data input module for receiving data by calculating SMOR {k} which is a ratio of molecular orbital contained within a region of 50% with respect to the M sub-MOD-WIN { k } as a distance reference; And e) calculating a deviation (SubDev {k}) of SMOR {k} computed for the M sub-MOD-WIN { k } and determining a molecular orbital distribution trend for each sub- And an evaluation module for evaluating through the evaluation module.

(식 1)(Equation 1)

(식 2)(Equation 2)

상기 제1 결정 모듈의 양자역학 계산법은 물질의 분자 구조에서 계산되는 각 지점에서의 오비탈 파동 함수(orbital wave function, ψ)의 제곱인 전자 밀도(ψ²)의 분포를 통하여 계산하는 것을 사용하거나, 단일지점　에너지（single point energy）　계산　또는　기하학적　최적화（geometry optimization）　계산을　이용하는 것을 특징으로 한다.The quantum mechanical calculation method of the first determination module may be performed by calculating through the distribution of the electron density (? ² ), which is the square of the orbital wave function (?) At each point calculated in the molecular structure of the substance, A single point energy calculation, or a geometry optimization calculation.

상기 평가모듈에서의 M개의 sub-MOD-WIN{k}에 대해 계산된 SMOR{k}의 편차(SubDev{k})는 하기 식 4에 의해 계산되는 것을 특징으로 한다.The deviation (SubDev {k}) of the SMOR {k} calculated for the M sub-MOD-WIN { k } in the evaluation module is calculated by the following equation (4).

(식 4)(Equation 4)

SubDev{k}=50%-SMOR{k}, k=1~M
SubDev {k} = 50% -SMOR {k}, k = 1 to M

본 발명에서 모듈(module)이란 용어는 특정한 기능이나 동작을 처리하는 하나의 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현할 수 있다.
The term " module " in the present invention means a unit for processing a specific function or operation, and may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software.

이하 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 상세하게 설명하지만, 하기에 개시되는 본 발명의 실시 형태는 어디까지 예시로서, 본 발명의 범위는 이들의 실시 형태에 한정되지 않는다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the embodiments of the present invention described below are illustrative only and the scope of the present invention is not limited to these embodiments.

실시예Example

본 발명의 MULMIC-scan법의 평가 능력을 확인하기 위해서 MULMIC-scan법을 적용하여 (1) 단일 분자 오비탈의 분포 경향과 (2) 유사한 분자 오비탈 특성을 나타내는 2개의 분자 오비탈 사이의 미묘한 분자 오비탈 분포 경향 차이를 평가했다.
In order to confirm the evaluation ability of the MULMIC-scan method of the present invention, the MULMIC-scan method was applied to (1) the distribution tendency of single molecule orbital and (2) the subtle molecular orbital distribution between two molecular orbital The trend difference was evaluated.

<< 실시예Example 1>: 단일 분자 1 >: single molecule 오비탈의Orbital 분포 경향 평가 Distribution tendency evaluation

양자역학 방법으로 계산한 NPB(N,N'-Di[(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl]-1,1'-(biphenyl)-4,4'-diamine)분자의 분자 오비탈에 대해 {Y_o,Z_o}={5%,95%}를 적용해 MOD-WIN을 구하고 SMOR{0}를 계산한 결과 39.3%의 값을 얻었다. 분자 오비탈 계산에 사용된 방법은 ACCELRYS사의 MATERIAL STUDIO package의 DMOL3이고 분자 오비탈 분포 그림을 생성하는데 사용한 것은 같은 package의 VISUALIZER이다. 분자 구조 내에서 녹색/노란색으로 표시된 영역에만 분자 오비탈이 분포한다.The molecular orbitals of NPB (N, N'-Di [(1-naphthyl) -N, N'-diphenyl] -1,1 '- (biphenyl) -4,4'-diamine) The MOD-WIN was obtained by applying {Y _o , Z _o } = {5%, 95%} to the value of SMOR {0}, which was 39.3%. The method used to calculate the molecular orbital is DMOL3 in the ACCELRYS MATERIAL STUDIO package and the same package VISUALIZER used to generate the molecular orbital distribution picture. Molecular orbitals are distributed only in the green / yellow areas in the molecular structure.

도 2를 참조하면 분자 오비탈이 분자 중심을 기준으로 외곽에 약간 더 많은 분자 오비탈이 분포해 분자 오비탈 분포 경향이 위치에 영향을 받는다는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 2, it can be seen that the molecular orbital distribution is affected by the molecular orbital distribution tendency because the molecule orbitals have slightly more molecular orbital distribution on the periphery with respect to the center of the molecule.

MOD-WIN이 나타내는 핵심 영역의 경계를 균등하게 2개(M=2)로 나누어서 {Y₁,Z₁}={5%,50%}와 {Y₂,Z₂}={50%,95%}를 가지는 세부 핵심 영역을 정하고 이에 대해서 sub-MOD-WIN{k}를 계산했다. 이에 대해 최종적으로 SubDev{1}과 SubDev{2}를 계산한 결과 10.5%와 -9.6%의 값을 얻었다. 이는 MOD-WIN이 나타내는 핵심 영역의 앞부분 (5%~50%)에 대한 sub-MOD-WIN{1}내에서는 MOD-WIN과 동일한 분자 오비탈 분포 경향을 나타내고 핵심 영역의 뒷부분 (50%~95%)을 나타내는 sub-MOD-WIN{2}내에서는 분자 중심에 가까운 부분에서 분자 오비탈이 약간 더 많이 분포한다는 것을 나타낸다. 이와 같이 2개의 세부 핵심 영역의 분자 오비탈 경향을 통해 자세하게 분자 오비탈 분포 경향을 평가할 수 있다. 도 2에서 위에 나타낸 화살표는 MOD-WIN과 각각의 sub-MOD-WIN{k}내에서 분자 중심에서 멀어진 정도를 나타낸다.
{Y ₁ , Z ₁ } = {5%, 50%} and {Y ₂ , Z ₂ } = {50%, 95%} by dividing the boundary of the core region represented by MOD-WIN equally into two %}, And computed sub-MOD-WIN { k } for this. Finally, the results of calculating SubDev {1} and SubDev {2} were 10.5% and -9.6%, respectively. In the sub-MOD-WIN {1} for the front part (5% to 50%) of the core area represented by MOD-WIN, the same molecular orbital distribution tendency as MOD- ) In sub-MOD-WIN {2} indicating that the molecular orbitals are slightly more distributed in the vicinity of the center of the molecule. Thus, molecular orbital tendencies of two detailed core regions can be used to evaluate molecular orbital distribution trends in detail. The arrows shown above in FIG. 2 indicate the distance away from the center of the molecule within MOD-WIN and each sub-MOD-WIN { k }.

<< 실시예Example 2>: 유사한 분자 2>: similar molecule 오비탈Orbital 특성을 나타내는 2개의 분자 Two molecules representing properties 오비탈Orbital 간의 분자 Liver molecule 오비탈Orbital 분포 경향 평가 Distribution tendency evaluation

서로 유사한 분자 오비탈 분포 특성을 나타내는 NPB(N,N'-Di[(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl]-1,1'-(biphenyl)-4,4'-diamine) 분자의 분자 오비탈 A0과 A1에 대해 본 발명의 MULMIC-scan법을 적용했다. 핵심 영역과 2개의 세부 핵심 영역에 대한 경계는 실시예 1과 동일한 값을 사용했다. MOD-WIN에 대해서 A0과 A1이 각각 SMOR{0}값을 23.2%와 23.8%를 가져 분자 중심에서 먼 외곽지역에 분자 오비탈이 더 많이 분포되어 있다. (NPB), which shows similar molecular orbital distribution characteristics, is a molecule of molecules of NPB (N, N'-Di [(1-naphthyl) -N, N'- diphenyl] -1,1'- (biphenyl) -4,4'- The MULMIC-scan method of the present invention was applied to the orbitals A0 and A1. The boundaries for the core region and the two detailed core regions were the same values as in Example 1. For MOD-WIN, A0 and A1 have SMOR {0} values of 23.2% and 23.8%, respectively, and molecular orbital is distributed more distantly from the center of the molecule.

이를 세부적으로 평가해 보면 A0과 A1은 {Y₁,Z₁}={5%,50%}인 sub-MOD-WIN{1}에 대해서 SubDev{1}값이 각각 20.6%와 32.0%로 분자 오비탈이 sub-MOD-WIN{1}내에서 외곽에 더 많이 분포하는 것을 나타내고 특히 A0보다 A1의 경우 외곽에 더 많은 분자 오비탈이 분포하는 것을 나타낸다. 즉 2개의 분자 오비탈은 유사한 분자 오비탈 특성을 나타내지만 A1이 A0보다 위치에 따른 분자 오비탈 분포 경향이 더 크게 영향을 받는다. 이러한 MULMIC-scan 평가 결과는 분자 오비탈을 나타낸 도 3을 통해 나타나는 경향과 정확하게 일치한다.This look to details evaluated in the A0 and A1 is _{_{{Y 1, Z 1} =}} {5%, 50%} of about sub-MOD-WIN {1} SubDev {1} values are molecules with a 20.6% and 32.0%, respectively It shows that orbitals are more distributed in the sub-MOD-WIN {1}, especially in the case of A1 than in A0. That is, the two molecular orbital exhibits similar molecular orbital characteristics, but the molecular orbital distribution tendency of A1 is more influenced by position than A0. This MULMIC-scan evaluation result exactly coincides with the tendency shown in FIG. 3 showing the molecular orbital.

{Y₂,Z₂}={50%,95%}에 대한 sub-MOD-WIN{2}의 경우는 A0와 A1이 각각 SubDev{2}=2.0%와 -0.4%를 가져 분자 오비탈이 위치에 상관없이 sub-MOD-WIN{2}내에서 고르게 분포한다. A0과 A1의 분자 오비탈 분포 경향 차이는 핵심 영역의 앞부분(5%~50%)에서 발생하고 핵심 영역의 뒷부분 (50%~95%)에서는 A0와 A1 모두 분자 오비탈이 분자 내의 위치에 상관없이 고르게 분포해서 경향 차이가 없다. In the case of sub-MOD-WIN {2} for {Y ₂ , Z ₂ } = {50%, 95%}, A0 and A1 have subdev {2} = 2.0% and -0.4% Regardless of sub-MOD-WIN {2}. The difference in the molecular orbital distribution trends of A0 and A1 occurs in the anterior (5% to 50%) of the core region and in the posterior (50% to 95%) of the core region, There is no tendency to be distributed.

이와 같이 본 발명의 MULMIC-scan법을 분자 오비탈 분포 평가에 적용해 성능을 테스트해본 결과 (1) 단일 분자 오비탈 분포 경향과 (2) 유사한 분자 오비탈 분포 특성을 가지는 2개의 분자 오비탈 사이의 미묘한 분포 경향 차이를 정확하게 정량적으로 평가한다는 것을 확인했다. As a result of testing the performance of the MULMIC-scan method of the present invention in the molecular orbital distribution evaluation, (1) a tendency of single molecule orbital distribution and (2) a subtle distribution tendency between two molecular orbital having similar molecular orbital distribution characteristic And that the difference was accurately quantitatively assessed.

Claims

a) 대상 물질에 대하여 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)을 하기 i) 내지 ⅳ) 단계에 의하여 구하는 단계:
ⅰ) 대상 물질에 대하여 양자역학 계산법을 이용하여 분자 오비탈(molecular orbital) 분포를 계산하는 단계,
ⅱ) 대상 물질의 분자의 중심으로부터 출발해서 방사 방향(radial direction)으로 일정한 간격을 가지고 증가하는 메쉬(mesh)인 RDM(k)을 구축한 후(k=1 내지 N, N은 RDM의 총 개수), 각각의 RDM(k)에 따른 분자 오비탈 분포인 MO(k)를 구하는 단계,
ⅲ) 상기 MO(k)에 대한 전체 합인 SUM 값을 하기 식 1와 같이 구한 후, 하기 식 2의 Ra(k)를 구하는 단계, 및
ⅳ) 상기 Ra(k)의 값이 p≤Ra(k)≤q(p는 0.01=p=0.30, q는 0.70=q=0.99)의 범위를 갖는 영역을 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)으로 정하는 단계;
b) 상기 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)의 거리 기준으로 50%의 영역 내에 포함되는 분자 오비탈의 비율인 SMOR{0}을 계산하는 단계;
c) 상기 핵심 영역(MOD-WIN) 내에 M개의 세부 핵심 영역(sub-core region)에 대한 경계를 정하고 정해진 세부 핵심 영역의 경계를 사용하여 세부 핵심 영역을 나타내는 MOD-WIN을 계산하고 M개의 sub-MOD-WIN{k}(k 는 1 내지 M의 자연수)을 지정하는 단계;
d) 상기 M개의 sub-MOD-WIN{k}에 대해서 거리 기준으로 50%의 영역 내에 포함되는 분자 오비탈의 비율인 SMOR{k}을 계산하는 단계; 및
e) 상기 M개의 sub-MOD-WIN{k}에 대해 계산된 SMOR{k}의 편차(SubDev{k})를 계산하고, 각 세부 핵심 영역에 대한 분자 오비탈 분포 경향을 상기 SubDev{k}를 통해 평가하는 단계를 포함하는 복합적 미세 탐색을 통한 분자 오비탈 분포 경향 평가 방법.
(식 1)

(식 2)

a) obtaining a core region of a molecular orbital (MOD-WIN) for a target substance by steps i) to iv)
I) calculating a molecular orbital distribution for a target material using a quantum mechanical calculation method,
(K = 1 to N, where N is the total number of RDMs), which is a mesh starting from the center of the molecule of interest and increasing in a radial direction, ), Obtaining a molecular orbital distribution MO (k) according to each RDM (k)
Iii) obtaining a sum SUM of the sum of the MO (k) and a Ra (k) of Equation 2,
Iv) a region having a value of Ra (k) in the range of p? Ra (k)? Q (p is 0.01 = p = 0.30 and q is 0.70 = q = 0.99) );
b) calculating SMOR {0}, which is the ratio of molecular orbital contained within a region of 50% based on the distance of the core region (MOD-WIN) of the molecular orbitals;
c) determining a boundary for M sub-core regions in the core region (MOD-WIN), calculating a MOD-WIN indicating a detail core region using a boundary of the determined core region, -MOD-WIN { k } (where k is a natural number from 1 to M);
d) calculating SMOR {k} which is a ratio of molecular orbital contained in the region of 50% with respect to the M sub-MOD-WIN { k } on a distance basis; And
e) calculating a deviation (SubDev {k}) of the calculated SMOR {k} for the M sub-MOD-WIN { k }, and calculating a molecular orbital distribution trend for each sub- A method for evaluating molecular orbital distribution trends through complex microarray analysis including a step of evaluating the molecular orbital distribution profile.
(Equation 1)

(Equation 2)

청구항 1에 있어서,
상기 b) 단계는 얻어진 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)을 L개의 세분화된 MOD-WIN(segmented MOD-WIN)으로 나눈 후, 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)의 거리 기준으로 50%의 영역 내에 포함되는 분자 오비탈의 비율(SMOR{0})을 계산하는 것을 특징으로 하는 복합적 미세 탐색을 통한 분자 오비탈 분포 경향 평가 방법.The method according to claim 1,
The step b) includes dividing the core region (MOD-WIN) of the obtained molecular orbital by L subdivided MOD-WINs, and then dividing the core region (MOD-WIN) of the molecular orbitals by 50% (SMOR {0}) of the molecular orbitals contained in the region of the molecular orbital distribution.

청구항 1에 있어서,
상기 ⅳ) 단계는 상기 Ra(k)가 p값을 갖는 RDM(k)를 RDM(S0)으로, 상기 Ra(k)가 q값을 갖는 RDM(k)를 RDM(E0)으로 설정한 후, 상기 RDM(S0)과 RDM(E0) 사이의 RDM(k) 영역을 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)으로 결정하는 것을 특징으로 하는 복합적 미세 탐색을 통한 분자 오비탈 분포 경향 평가 방법.The method according to claim 1,
(Iv), RDM (k) is set to RDM (S0), and RDM (k) having a q value is set to RDM (E0) Wherein the RDM (k) region between the RDM (SO) and the RDM (E0) is determined as a core region (MOD-WIN) of the molecular orbitals.

청구항 3에 있어서,
상기 RDM(S0)과 RDM(E0) 사이의 RDM(k) 영역 거리를 분자 오비탈의 핵심 영역의 크기로 결정하는 것을 특징으로 하는 복합적 미세 탐색을 통한 분자 오비탈 분포 경향 평가 방법.The method of claim 3,
Wherein the RDM (k) region distance between the RDM (SO) and the RDM (E0) is determined as the size of the core region of the molecular orbitals.

청구항 4에 있어서,
상기 분자 오비탈의 핵심 영역의 크기는 RDM(S0)과 RDM(E0) 사이의 방사 방향(radial direction)의 거리인 것을 특징으로 하는 복합적 미세 탐색을 통한 분자 오비탈 분포 경향 평가 방법.The method of claim 4,
Wherein the size of the core region of the molecular orbital is a distance in a radial direction between RDM (SO) and RDM (E0).

청구항 1에 있어서,
상기 ⅰ) 단계의 양자역학 계산법은 물질의 분자 구조에서 계산되는 각 지점에서의 오비탈 파동 함수(orbital wave function, ψ)의 제곱인 전자 밀도(ψ²)의 분포를 통하여 계산하는 것을 특징으로 하는 복합적 미세 탐색을 통한 분자 오비탈 분포 경향 평가 방법.The method according to claim 1,
Wherein the quantum mechanical calculation method in the step (i) is calculated through the distribution of the electron density ( ² ), which is the square of the orbital wave function (?) At each point calculated in the molecular structure of the material A Method for Evaluating Tendency of Molecular Orbital Distribution by Fine Search.

청구항 １에 있어서,
상기 ⅰ) 단계의 양자역학 계산법은 단일지점　에너지（single point energy）　계산　또는　기하학적　최적화（geometry optimization）　계산을　이용하는　것을　특징으로　하는 복합적 미세 탐색을 통한 분자 오비탈 분포 경향 평가 방법.The method according to claim 1,
Wherein the quantum mechanical calculation method of the step (i) uses a single point energy calculation or a geometry optimization calculation.

청구항 1에 있어서,
상기 ⅱ)　단계의　RDM의 총 개수(N)는 50 이상 300 이하의 정수인 것을 특징으로 하는 복합적 미세 탐색을 통한 분자 오비탈 분포 경향 평가 방법.The method according to claim 1,
Wherein the total number (N) of RDMs in the step (ii) is an integer of 50 or more and 300 or less.

청구항 2에 있어서,
상기 L은 5 내지 100 범위의 정수인 것을 특징으로 하는 복합적 미세 탐색을 통한 분자 오비탈 분포 경향 평가 방법.The method of claim 2,
Wherein L is an integer ranging from 5 to 100. The method of claim 1,

청구항 1에 있어서,
상기 e) 단계의 M개의 sub-MOD-WIN{k}에 대해 계산된 SMOR{k}의 편차(SubDev{k})는 하기 식 4에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 복합적 미세 탐색을 통한 분자 오비탈 분포 경향 평가 방법.
(식 4)
SubDev{k}=50%-SMOR{k}, k=1~MThe method according to claim 1,
Wherein a deviation (SubDev {k}) of the SMOR {k} calculated for the M sub-MOD-WIN { k } of the step e) is calculated by the following equation (4) Method of distribution tendency evaluation.
(Equation 4)
SubDev {k} = 50% -SMOR {k}, k = 1 to M

a) 대상 물질에 대하여 양자역학 계산법을 이용하여 분자 오비탈(molecular orbital) 분포를 계산하고, 대상 물질의 분자의 중심으로부터 출발해서 방사 방향 (radial direction)으로 일정한 간격을 가지고 증가하는 메쉬 (mesh)인 RDM(k)을 구축한 후(k=1 내지 N, N은 RDM의 총 개수), 각각의 RDM(k)에 따른 분자 오비탈 분포인 MO(k)를 구하고, 상기 MO(k)에 대한 전체 합인 SUM 값을 하기 식 1와 같이 구한 후, 하기 식 2의 Ra(k)를 구하고, 상기 Ra(k)의 값이 p≤Ra(k)≤q(p는 0.01=p=0.30, q는 0.70=q=0.99)의 범위를 갖는 영역을 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)으로 정하는 제1 결정 모듈;
b) 상기 분자 오비탈의 핵심 영역(MOD-WIN)의 거리 기준으로 50%의 영역 내에 포함되는 분자 오비탈의 비율인 SMOR{0}을 계산하여 데이터를 입력받는 제1 데이터 입력 모듈;
c) 상기 핵심 영역(MOD-WIN) 내에 M개의 세부 핵심 영역(sub-core region)에 대한 경계를 정하고 정해진 세부 핵심 영역의 경계를 사용하여 세부 핵심 영역을 나타내는 MOD-WIN을 계산하고 M개의 sub-MOD-WIN{k}(k 는 1 내지 N의 자연수)을 지정하는 제2 결정 모듈;
d) 상기 M개의 sub-MOD-WIN{k}에 대해서 거리 기준으로 50%의 영역 내에 포함되는 분자 오비탈의 비율인 SMOR{k}을 계산하여 데이터를 입력받는 제2 데이터 입력 모듈; 및
e) 상기 M개의 sub-MOD-WIN{k}에 대해 계산된 SMOR{k}의 편차(SubDev{k})를 계산하고, 각 세부 핵심 영역에 대한 분자 오비탈 분포 경향을 상기 SubDev{k}를 통해 평가하는 평가 모듈을 포함하는 복합적 미세 탐색을 통한 분자 오비탈 분포 경향 평가 시스템.
(식 1)

(식 2)

a) Calculate the molecular orbital distribution for the target substance using the quantum mechanics calculation method, and calculate the molecular orbital distribution of the target substance from the center of the molecule, (K), which is the molecular orbital distribution according to each RDM (k), is obtained after the RDM (k) is constructed (k = 1 to N and N is the total number of RDMs) (K) is calculated by the following equation (2), and the value of Ra (k) is pRa (k)? Q (p is 0.01 = p = 0.30, 0.70 = q = 0.99) as a core region (MOD-WIN) of the molecular orbital;
b) a first data input module for receiving data by calculating SMOR {0} which is a ratio of molecular orbital contained within a region of 50% based on the distance of a core region (MOD-WIN) of the molecular orbitals;
c) determining a boundary for M sub-core regions in the core region (MOD-WIN), calculating a MOD-WIN indicating a detail core region using a boundary of the determined core region, -MOD-WIN { k } ( k is a natural number from 1 to N);
d) a second data input module for receiving data by calculating SMOR {k} which is a ratio of molecular orbital contained within a region of 50% with respect to the M sub-MOD-WIN { k } as a distance reference; And
e) calculating a deviation (SubDev {k}) of the calculated SMOR {k} for the M sub-MOD-WIN { k }, and calculating a molecular orbital distribution trend for each sub- Molecular Orbital Distribution Tendency Assessment System with Complex Microarray Including an Evaluation Module to Evaluate Through.
(Equation 1)

(Equation 2)

청구항 11에 있어서,
상기 제1 결정 모듈의 양자역학 계산법은 물질의 분자 구조에서 계산되는 각 지점에서의 오비탈 파동 함수(orbital wave function, ψ)의 제곱인 전자 밀도(ψ²)의 분포를 통하여 계산하는 것을 특징으로 하는 복합적 미세 탐색을 통한 분자 오비탈 분포 경향 평가 시스템. The method of claim 11,
The quantum mechanical calculation method of the first determination module is characterized in that it is calculated through the distribution of the electron density (? ² ) which is the square of the orbital wave function (?) At each point calculated in the molecular structure of the substance Molecular Orbital Distribution Tendency Assessment System by Complex Micro - search.

청구항 11에 있어서,
상기 제1 결정 모듈의 양자역학 계산법은 단일지점　에너지（single point energy）　계산　또는　기하학적　최적화（geometry optimization）　계산을　이용하는 것을 특징으로 하는 복합적 미세 탐색을 통한 분자 오비탈 분포 경향 평가 시스템.The method of claim 11,
Wherein the quantum mechanical calculation method of the first determination module uses a single point energy calculation or a geometry optimization calculation.

청구항 11에 있어서,
상기 평가모듈에서의 M개의 sub-MOD-WIN{k}에 대해 계산된 SMOR{k}의 편차(SubDev{k})는 하기 식 4에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 복합적 미세 탐색을 통한 분자 오비탈 분포 경향 평가 시스템.
(식 4)
SubDev{k}=50%-SMOR{k}, k=1~MThe method of claim 11,
Wherein a deviation (SubDev {k}) of SMOR {k} calculated for M sub-MOD-WIN { k } in the evaluation module is calculated by the following equation (4) Distribution tendency evaluation system.
(Equation 4)
SubDev {k} = 50% -SMOR {k}, k = 1 to M