単糖の変換経路探索ソフトウエア販売
 ソフトウェア名称:シュガーカスケード SugarCascade

持続可能な社会の実現のためには「太陽エネルギーを中心とした自然界の物質循環」を基本に置くことが重要と考えています。植物は光合成反応によりぶどう糖を生成し、ぶどう糖から、でんぷん(炭水化物)、セルロース等を生成しています。これらは食糧や衣料品などに利用されていますが、未利用のものもや廃棄されているものも多量にあります。
自然界の物質循環の基本物質であるぶどう糖などの単糖から有用化合物に変換し単糖の利用が進めば、持続可能な社会の実現につながると考えています。

 

単糖の温度・圧力の値や反応時間を適度に調節した水溶液中の変換反応では、化学構造に基づいて脱水、水和、分子内(互変異性化)、環化などの反応が進行します。これらの反応をうまく組み合わせれば、単糖から様々な有用化合物に変換できると予測されますが、非常に多くの変換経路が存在するので、有効な組み合わせを見出すことは容易ではありません。
当社では、これまでの研究成果を基に、単糖の変換経路探索ソフトウエアSugarCascadeを世界で初めて開発し販売しています。

 

SugarCascadeは単糖の変換反応を脱水、水和、互変異性化、環化に加え、酸化・還元に整理し、その考えを用いてパソコン上で経路探索を実施します。なお、”水和”は限定的に行っています。
脱水・水和を繰り返して行うと”千日手”のようになり経路探索が不可能となります。探索結果は単糖の構造式から可能性のある変換経路を網羅的に示すもので、形式的なものも含まれます。

 

SugarCascadeの特徴

1.  簡単な操作で、変換反応経路が探索できます。
2.  炭素原子数が少ない単糖の場合はごく短時間で計算が可能です。
3.  実行結果はテキストファイルで出力され、「メモ帳」などのテキストエディターや経路表示ソフトで、個々の変換経路を詳しく表示できます。

 

SugarCascadeをお勧めしたい方

1. 大学や研究所などで単糖の変換を研究をされている方
2. 新規有用化合物を単糖から化学的変換で生成しようと試みている方
3. 化石資源由来の有用化合物を単糖からの化学的変換により転換しようと検討している方
4. 一般的な植物資源(バイオマス)の利用を検討している方

 

SugarCascadeでどのようなことができるか?

SugarCascadeは、単糖類の化学変換反応の組み合わせにより、以下の3つのケースについて化合物と変換経路を探索することが可能です。

 

ケース1: 出発化合物から目的化合物までの化合物と経路を調べる。

   例:グリセルアルデヒドから乳酸までの化合物と経路を調べる。
     SugarCascadeによる「グリセルアルデヒドから乳酸までの探索例」

ケース2: 出発化合物に"反応操作"を行った場合の化合物と経路を調べる。

   例:グルコースに反応操作”脱水”を1回行った場合の化合物と経路を調べる。
     SugarCascadeによる「グルコースに反応操作”脱水”を1回行った場合の探索例」

ケース3:目的化合物になる”前の化合物”と経路を調べる。

   例:脱水反応でフルフラールが生成された場合その前の化合物を調べる。
     SugarCascadeによる「脱水反応でフルフラールが生成された場合の前の化合物探索例」

 

本ソフトウェア実行結果から探索された変換反応経路に対し、反応速度理論、熱力学、量子力学などに基づいて考察することで有用化合物までの反応設計が可能になると考えられます。

 

本ソフトウエアを使用する上で便利な支援ソフトも準備しています。
SugarCascade支援ソフトウエアDispsympolicDisproute があります。

 

開発の狙い

本ソフトウェアの理論の詳細については、既往の報文(J.Comp.Chem.,Japan,Vol.5,pp.59-74(2006))または特許公報(特許第4623958)を
ご参照ください。

 

 

動作環境

Windows Vista以降で実行 (EXE) ファイルを直接実行
1GB以上のメモリ(2GB以上を推奨)、高速計算可能なパーソナルコンピュータでの実行を推奨
インターネット接続、CD-Rドライブ、XGA以上の高解像度モニター、キーボード必須