誰も言わない Molecular Weight の話
コラムでは、CAS SciFinder のユーザーの方を対象に、検索に関するお役立ち情報や、ちょっとした豆知識を提供します。今回は化学物質の重さである分子量 (Molecular Weight) の検索について解説します。
分子量 (Molecular Weight) とは
分子量とは、物質の分子の重さのことで、分子式を構成する原子の原子量の総和です。
例えば水 (H2O) 分子は、水素Hが２つ、酸素Oが１つで構成されています。このとき、Hの原子量を１、Oの原子量を１６とすると、H2Oの分子量は１８(１＋１＋１６＝１８) となります。
原子量は元素の質量の平均値ですから、単位はありません。したがって、原子量から導かれる分子量にも単位はありません。
CAS SciFinder の Molecular Weight は "単純な" 計算値
CAS SciFinder では、CDK ソフトウェアを使って分子量を計算で求め、その値を化学物質レコード中に収録しています。次の1,3-Cyclopentadiene の例では、下から２行目の 66.10 が分子量の値です。
ソフトウエア上の各元素の標準原子量は公開されていませんが、代わりに CAS REGISTRY における Formula Weight フィールド検索用の標準原子量を参考のため掲載します。
(参考) REGISTRY 標準原子量
分子量が収録されているレコード
分子量は構造や分子式から算出することができるので、「構造図が収録されている化学物質レコード＝分子量が収録されている」とお考えください。多成分物質の場合は、構成する成分の分子量の総計が収録されます。コポリマーの場合は、モノマーの分子量の総計です。
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構造が収録されている単成分物質
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成分比が明確な多成分物質
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同位体を含む物質
以前からの CAS SciFinder ユーザーの中には、「多成分物質や同位体化合物の分子量は収録されていない」と認識している方もおられるかもしれません。そのような場合は、ぜひ認識をアップデートしてください。
2021年10月以降、多成分物質や同位体を含む物質にも Molecular Weight が収録されています。
しかし、以下の物質には分子量が収録されていません。
分子量が収録されていない化学物質
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SRU ポリマー
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次の Substances Class に分類される化学物質：Alloy、Generic Registration、General Derivative、Incompletely Defined Substance、Manual Registration、Tabular Inorganic
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構造が未収録の物質
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成分比不明の多成分物質
ここに注意！CAS SciFinder の分子量
CAS SciFinder の Molecular Weight は、並べ変えも Filter も予測物性値 (計算物性値) の Molecular Weight が対象です。
ただ、しょせん分子量は相対質量と元素の存在比を勘案した原子量をもとに導き出される値なので、「実測物性値じゃないからって何が悪いの？？？」と思う方もおられるかもしれません。
個人の見解ですが、CAS SciFinder の Molecular Weight の注意点は「実測値じゃないから信じられない」ということではなく、「CAS のルールで計算された値なので、実際の物質を反映しないケースがある」という注意点を知って、使用することが必要だと考えています。
オリゴマーに注意
コポリマーの場合は、モノマーの分子量の総計となることは仕方ないとして、分かりずらい (誤解しやすい) と感じるのはオリゴマーの分子量です。先に紹介した 1,3-Cyclopentadiene の dimer の例がこちらです。
最初にご紹介した 1,3-Cyclopentadiene (542-92-7) の分子量が 66.1 なのに、1,3-Cyclopentadiene dimer (7313-32-8) の分子量も 66.1 なんて、ちょっと変ですよね。(C5H6)2 なのですから、２倍の 132.2 を記載して欲しいところです。
これは、重合後の構造が不明なオリゴマーが「ポリマー」として登録され、「ポリマーはモノマーの分子量を記載する」というルールに則っているためです。
ちなみに、重合度が単一で重合後の構造が明確なオリゴマーは、低分子化合物と同じ扱いになり、分子量にも反映されます。
つまり、Cyclopentadiene dimer (77-73-6) の分子量は 132.20 です。
成分比が記載されている多成分物質にも注意
多成分物質の場合は、構成する各成分の分子量の総計が収録されます。
多成分物質の分子式は、「先頭（一番左）に記載される成分を１として、成分比を記載する」というルールがあります。したがって、次の 88147-58-4 の分子式は C8H6O4.2/3Fe ですが、この分子式の通りに分子量を計算するのではなく、「1,4-Benzenedicarboxylic acid, iron(3+) salt (3:2) 」と捉えるのがポイントです。
1,4-Benzenedicarboxylic acid : Molecular Weight 166.13
Fe : Molecular Weight 55.85
つまり、計算式は 166.13×3+55.85×2≒610.08 となります。
一方、成分比不明の多成分物質の場合は、分子量は収録されません。
構造が収録されていても分子量が収録されていない場合がある
化学構造や分子式が収録されていても、分子量が収録されていないケースもあります。
上述した「Substances Class に分類される化学物質：Alloy、Generic Registration、General Derivative、Incompletely Defined Substance、Manual Registration、Tabular Inorganic 」がそれに該当します。
次の 125304-05-4 が代表例です。分子式は C15H10N2O2.C14H21N と確定していますので、分子量の算出は容易なように思えますが、実際には分子量は収録されていません。
以下の画面上ではわかりませんが、このレコードには Generic Registration と Manual Registration の分類が付与されており、ルール上、分子量が収録されないケースです。
まとめ
CAS SciFinder の分子量は、ソフトウエアで求めた計算物性値です。この計算値は、CAS REGISTRY の化学物質の登録ルールに依存します。そのため、次のような化学物質のレコードがあることを知っておくことが大切です。
- 分子量が収録されていない場合がある
- 分子式を元にした計算値とは異なる分子量が収録されている場合がある
したがって、特に気をつけていただきたい場面は、分子量を使った検索とフィルタリングです。
分子量を使って検索やフィルタリングを行うと、分子量が収録されていない化学物質が検索結果に含まれなくなる
例えば、上述した 125304-05-4 のような化学物質の存在を知ることができなくなります。ですから、少なくとも分子量から検索をスタートするのはおすすめしません。
また、並べ替え (Sort) をした時は最後尾のレコードまできちんと確認してください。分子量が収録されていないレコードは Ascending でも Descending でも一番最後に表示されるためです。
Molecular Weight で並べ替えすると、分子量が収録されていない化学物質は一番最後に表示される
Sort については CAS SciFinder の Help に記載があります。
Molecular Weight Ascending/Descending:
Ascending/Descending Molecular Weight (primary key)
Descending Relevance Score (secondary key)
つまり、Molecular Weight で Sort を行うと、まず Molecular Weight のデータがある化学物質を Ascending/Descending 順に並べて、その次に Molecular Weight のデータがない回答を Relevance 順に並べます。
ユーザーの方は、CAS SciFinder にログインして以下のページをご覧ください。
https://cas-product-help.zendesk.com/hc/en-us/articles/9945836520333-Sort-Substance-Results
(リンク取得日:2024 年 10 月 5 日、この URL や Sort 順は製品強化等によって変更される場合があります)
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この記事は CAS SciFinder の検索方法の提供ではありません。CAS SciFinder を使った情報検索の参考になるような収録データに関する情報や、ちょっとした関連知識を提供する記事です。CAS SciFinder の検索方法や操作については以下のページをご覧ください。
CAS SciFinder 動画 (JAICI チャンネル)
掲載日 2024 年 10 月 7 日