Квантово-химическое моделирование комплексов включения циклодекстринов с аренами, способных к изменению люминесцентных свойств под воздействием третьих компонентов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат физико-математических наук Рудяк, Владимир Юрьевич

• Рудяк, Владимир Юрьевич
• кандидат физико-математических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Рудяк, Владимир Юрьевич

Введение.

1. Компьютерное моделирование комплексов включения на основе циклодекстринов.

1.1. Общая информация о циклодекстринах.

1.2. Виды межмолекулярного взаимодействия, участвующие в образовании комплексов гость - циклодекстрин.

1.2.1. Основные виды взаимодействия.

1.2.2. Сложные эффекты, влияющие на образование комплексов гость -циклодекстрин.

1.3. Вычисление выбранных свойств комплексов включения методами QSAR/QSPR.

1.4. Моделирование комплексов включения методами силового поля.

1.4.1. Методы молекулярной механики.

1.4.2. Методы молекулярной динамики.

1.5. Моделирование комплексов включения методами квантовой химии.

1.5.1. Расчет комплексов включения методами квантовой химии.

1.5.2. Цель работы.

2. Расчеты димеров а-циклодекстрина методом функционала плотности.

2.1. Конформеры а-циклодекстрина.

2.2. Расчет энергий димеризации, колебательных спектров и энергий водородных связей.

2.2.1. Энергии димеризации.

2.2.2. Колебательный спектр и энергия водородной связи.

2.3. Оценка вклада водородных связей в димеризацию циклодекстрина.

3. Анализ применимости метода РМЗ для расчета комплексов включения гость@циклодекстрин в воде.

3.1. Методика расчетов.

3.2. Сравнение результатов расчетов с калориметрическими данными.

3.3. Анализ геометрии рассчитанных структур.

3.3.1. Короткие водородные контакты.

3.3.2. Расположение гостя в полости.

4. Расчет методом РМЗ комплексов включения 4-(2-нафтил)пиридином с гидроксипропил-Р-циклодекстрином.

4.1. Моделирование процесса протонирования.

4.2. Расчет комплексов включения 4-(2-нафтил)пиридин@гидроксипропил-Р-циклодектрин с явным учетом растворителя.

5. Модификация метода РМЗ.

5.1. Штрафная функция.

5.1.1. Методика расчета структур комплексов включения.

5.1.2. Оценка фактора коротких контактов в комплексах включения.

5.2. Оценка критерия выбора параметров.

5.3. Выбор оптимальных параметров метода PM3HHR.

5.3.1. Предварительная оценка области поиска.

5.3.2. Сканирование в области воспроизведения данных Rvdw.

5.3.3. Сканирование в области воспроизведения данных PCA+DFT/PBE74 5.4. Детальный анализ результатов расчетов по методу PM3HHR.

5.4.1. Анализ структуры изолированных малых молекул.

5.4.2. Анализ воспроизведения свойств водородной связи в комплексах включения гость@циклодекстрин.

5.4.3. Анализ термодинамических данных для комплексов включения гость@циклодекстрин.

6. Расчет трехкомпонентных комплексов включения нафталин-о-карборан)@р-циклодекстрина методом PM3HHR.

6.1. Методика расчетов.

6.2. Обсуждение результатов.

6.2.1. Комплексы 1:1.

6.2.2. Димеры Р-циклодекстрина.

6.2.3. Комплексы 2:2.

6.2.4. Комплексы 2:1:1.

6.2.5. Комплексы включения более сложного состава.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Квантово-химическое моделирование комплексов включения циклодекстринов с аренами, способных к изменению люминесцентных свойств под воздействием третьих компонентов»

Одно из перспективных направлений развития химической науки и технологии связано сегодня с наноматериалами, среди которых важная роль принадлежит иерархическим наноматериалам, построенным по принципу «снизу вверх». Принципы иерархического построения особенно интересны в связи с задачей построения сенсорных материалов, изменяющих известным образом физико-химические свойства в присутствии определенных химических соединений. Оптические сенсорные материалы, изменяющие в присутствии определенных веществ (аналитов) спектральные свойства, приобретают все большую вес за счет простого способа детектирования их реакции на окружающую среду.

Построение иерархически-структурированных оптических сенсорных материалов базируется на нанесении на развитую поверхность, доступную для детектируемых соединений, так называемых рецепторных центров — супрамолекулярных систем, изменяющих свои спектральные свойства при образовании супрамолекулярных комплексов с аналитами. Такими рецепторными центрами часто служат молекулы красителей, пришитые на поверхность наночастиц (носитель). Однако в этом случае структура поверхности и способ пришивки красителей играет критическое значение.

Наличие у циклодектринов (ЦД) большого количества гидроксильных групп, хорошо изученные возможности химического замещения этих групп, модификации ЦД и пришивки их к другим соединениям дают возможность использовать ЦД и супрамолекулярные системы на их основе в качестве рецепторных центров для оптических сенсорных материалов.

Важно заметить, что при пришивке к поверхности свойства внутренней полости ЦД хотя и меняются, но не критическим образом в следствие относительной жесткости молекулы ЦД и достаточно большого объема полости. Отсюда вытекает одно из наиболее существенных преимуществ использования систем на основе ЦД в качестве рецепторных центров: они более универсальны с точки зрения использования с различными носителями, их свойства относительно слабо меняются от носителя к носителю.

Очевидно, что построение подобных иерархически структурированных систем требует предварительного использования методов компьютерного моделирования для предсказания свойств системы и выбора оптимального типа рецепторных центров. Компьютерное моделирование ЦД и KB (KB) на их основе широко распространено, что позволяет проводить предварительные расчеты и определять, какие рецепторные центры будут наиболее эффективными, сокращая время создания материала и затраты.

В качестве модельной системы можно рассматривать тройные KB Р-ЦД и нафталина (Nph) с карбораном и адамантаном в качестве третьего компонента. Нашими коллегами было показано, что KB КрИ@(3-ЦД в водном растворе существенно изменяет свои спектральные свойства при добавлении третего компонента, причем по-разному реагирует на адамантан и карборан. Так, нафталин, будучи введен в водном растворе в контакт с ЦД, способен давать разнообразные спектры люминесценции, типы которой могут меняться в зависимости от структуры и растворимости введенного в раствор третьего компонента. Обычно, добавление ЦД к водным растворам нафталина приводит к увеличению интенсивности его спектра флуоресценции (условно, мономерной флуоресценции), что объясняется, вероятно, уменьшением в отсутствие тушителей в растворе безызлучательной компоненты деактивации молекулы из синглетного возбужденного состояния. Кроме того, предполагается, что у арена, находящегося в полости ЦД, могут быть подавлены колебательные взаимодействия со средой, необходимые для эффективной интеркомбинационной конверсии. В пользу такого вывода свидетельствует факт резкого увеличения времени вращательной релаксации парамагнитного соединения, например, спин-меченого индола МК5, после добавления в раствор Р-ЦД, т.к. после образования KB молекула МК5 оказывается настолько жестко зафиксированой в полости ЦД, что либрациям подвергается весь комплекс в целом.

Другой вид спектров люминесценции - эксимерная флуоресценция (ЭФ) - наблюдается для нафталина в водном растворе в присутствии Р-ЦД. Появление спектра ЭФ на фоне МФ является следствием образования после облучения возбужденного димера типа Nph-Nph*, который после излучения превращается в две не взаимодействующие в основном состоянии молекулы Nph. В растворах димерная структура, благоприятная для возникновения ЭФ, образуется в результате диффузионного движения молекул Nph, и вероятность ее образования повышается с увеличением концентрации Nph до ~1 М. В молекулярно-организованных системах типа "гость - хозяин" возникновение ЭФ определяется не столько диффузионными процессами, сколько образованием KB, содержащих две молекулы Nph, близкая к параллельной взаимная ориентация которых в основном состоянии способствует возникновению ЭФ при облучении. Поскольку константа образования бинарного комплекса включения Nph@|3-E(fl К\Л составляет 685 М"1, а константа его ассоциации в димерный комплекс состава 2:2 К2:г - 4-103 М-1, то в водном растворе НФ при его концентрации >10'4М и в присутствие Р-ЦД равновесие сдвигается в сторону образования комплекса включения 2:2, но процесс его установления в обычных условиях достаточно медленный, поскольку связан с образованием микрокристаллов. Другие значения констант были найдены в отсутствие и присутствие 1 М р-ра NaCl. К\Л = 377 ± 35 М-1 в отсутствие соли и 657 ± 60 М-1 в её присутствие. Величина К2:2 составила (1.0 ± 0.2)-10 и (4.0 ± 1.0>104 М-1, соответственно. Появление спектра ЭФ также приписано образованию комплекса ^11@Р-ЦД состава 2:2.

Назаровым и др. впервые было обнаружено, что добавление в раствор нафталина и Р-ЦД каркасного соединения адамантана приводит к исчезновению ЭФ, обратному росту интенсивности МФ нафталина, и также - к появлению спектра долгоживущей фосфоресценции Nph при комнатной температуре (ФКТ). Между тем, появление и рост интенсивности ЭФ после добавления третьего компонента в водный раствор комплекса «арен — циклодекстрин» встречается достаточно редко. Например, при добавлении циклогексана или толуола к бинарному комплексу включения стильбен@у-ЦД возникала ЭФ стильбена, тогда как добавление ксилола такого эффекта не вызывало. Однако механизм появления эксимеров в такой системе остался невыясненным. Как было указано выше, добавление к комплексу Nph@pCD 1 М раствора NaCl приводит к существенному росту интенсивности ЭФ, тогда как присутствие в растворе пропанола, 1-пентанола или додецилсульфата натрия, наоборот, приводит к увеличению интенсивности МФ за счет эксимерной. Рост интенсивности ЭФ объяснен тем, что NaCl увеличивает ионную силу раствора, вследствие чего растворимость нафталина в воде ухудшается. Это способствует ассоциации его молекул и сдвигу равновесия в сторону образования комплекса включения состава 2:2, ответственных за ЭФ.

Известно, что добавление насыщенных углеводородных соединений в раствор KB КрЬ@р-ЦД приводило к появлению долгоживущей ФКТ, причем в случае каркасных соединений даже без удаления кислорода. Исследования показали также, что действие о-карборана (орто-1,2-дикарбо-/с/7с>зо-декаборана) как третьего компонента на KB Nph@|3-Lm приводит не к исчезновению ЭФ и появлению спектра ФКТ, как в случае адамантана, а к резкому росту интенсивности ЭФ, причем в случае одновременного воздействия обоих каркасов мы обнаружили в спектре все три типа люминесценции: МФ, ЭФ и ФКТ. Объяснение наблюдаемых эффектов методами компьютерного моделирования представляет фундаментальный и практический интерес.

Заключение диссертации по теме «Физическая химия», Рудяк, Владимир Юрьевич

Заключение

На основании проделанной работы были сделаны следующие выводы:

1. Методом DFT/PBE рассчитаны энергии димеризации а-ЦД. По значениям спектральных сдвигов валентных колебаний ОН-групп, участвующих в водородных связей, оценена средняя энергия водородных связей. Показано, что в процессе димеризации вклад водородных связей составляет от 40% до 80% (в среднем 65%).

2. Найдена корреляция между рассчитанными энергиями комплексообразования с экспериментальными данными по свободной энергии комплексообразования для ряда производных нафталина. Такая корреляция обеспечивает предсказание AG с точностью 0.4 0.7 ккал/моль на данном участке энергий (5 + 11 ккал/моль по ^binding и 2.5 + 5 ккал/моль по AG).

3. Показано, что положение молекул-гостей в полости ЦД, рассчитанное методом РМЗ, соответствует данным рентгеноструктурного анализа.

4. Обнаружена ошибка метода РМЗ в виде сокращения расстояния между валентно несвязанными внутриполостными атомами водорода ЦД и Н-атомами гостя до значения -1.75 А, что на 0.5+ 0.7 А короче суммы Ван-дер-Ваальсовых радиусов.

5. Модифицирован метод РМЗ, показано, что предложенная модификация устраняет проблему коротких контактов и может быть использована для расчета реальных систем, в том числе, комплексов включения ЦД.

6. Разработанная методика применена для расчета многокомпонентных комплексов, состоящих из Р-ЦД, нафталина и каркасных соединений (адамантана и о-карборана). Установлено, что рост интенсивности эксимерной флуоресценции (батохромный сдвиг 100 нм) при действии о-карборана объясняется способностью бинарного комплекса о-карборан@р~ЦД внедряться с узких концов в комплекс 2нафталин@2ЦД состава 2:2, давая комплекс состава 4:2:2, являющийся зародышем выпадающих микрокристаллов.

Действие адамантана, приводящее к ФКТ без удаления кислорода на фоне МФ (батохромный сдвиг 150 нм), объясняется образованием бинарного KB нафталина, окруженного с двух сторон прочными KB адамантан@Р-ЦД, препятствующих диффузии кислорода и тушению ФКТ.

Работа выполнена при финансовой поддержке государственными контрактами № 02.740.11.0113 и № 02.523.11.3014.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Рудяк, Владимир Юрьевич, 2010 год

1. Szejtli J. Introduction and General Overview of Cyclodextrin Chemistry // Chem. Rev. 1998. -V. 98.-5,. P. 1743-1753.

2. Авакян В.Г., Назаров В.Б., Алфимов M.B., Багатурьянц А.А. Строение комплексов типа "гость-хозяин" b-циклодекстрина с аренами, квантово-химическое моделирование // Известия Академии наук. Серия химическая. 1999. - Т. 10. - С. 1857-1868.

3. Sopkova A. Inclusion Compounds — possibility of their combination and use in different branches of chemistry //J. Incl. Phenom. 1992. - V. 14. - 1, P. 5-17.

4. Sopkova A., Mezes P. Combinations of Cyclodextrins with Synthetic and Natural Compounds // J. Incl. Phenom. 1999. - V. 33. - 1, 109-120.

5. Connors K.A. The Stability of Cyclodextrin Complexes in Solution I I Chem Rev. 1997.- V. 97, -5, P.1325-1358.

6. Rekharsky M.V., Inoue Y. Complexation Thermodynamics of Cyclodextrins // Chem. Rev. -1998.-V. 98,-5, P.1875 -1918.

7. Kitagawa M., Hoshi H., Sakurai M., Inoue Y. and Chujo R. The large dipole moment of cyclomaltohexaose and its role in determining the guest orientation in inclusion complexes // Carbohydr. Res. 1987,- V. 163. -1, P. 1-3.

8. Sakurai M., Kitagawa M., Hoshi H., Inoue Y. and Chujo R. CNDO-Electrostatic Potential Maps for a-Cyclodextrin // Chem. Lett. 1988. -V.17. - 5, P. 895-898.

9. Bako I., Jicsinsky L. Semiempirical calculations on cyclodextrins // J. Incl. Phenom. 1994. - V. 18. -3, P. 275-289.

10. Bodor N.S., Huang M.J. Watts J.D. Theoretical Studies on the Structures of natural abd alkylated cyclodextrins// J. Pharm. Sci. 1995. V. 84. - P. 330-336.

11. Li X.-S., Liu L.,.Mu T.-W and Guo Q.-X. A Systematic Quantum Chemistry Study on Cyclodextrins Monatshefte fur Chemie // Monatsh. Chem. 2000. -V. 131. - N. 8, P. 849-855

12. Caron G., Ermondi G. Classification of a-cyclodextrins includion complexes into Type 1 and Type 2: A prelude to log К prediction // J. Mol. Graph. Model. 2007. - V. 25. - P. 731-739.

13. Inoue Y., Hoshi H., Sakurai M. and Chujo R. Geometry of cyclohexaamylose inclusion complexes with some substituted benzenes in aqueous solution based on carbon-13 NMR chemical shifts //J. Am. Chem. Soc. 1985. -V. 107. - 8, P. 2319-2323.

14. Wong A.B., Lin S.-F. and Connors K. A. Stability constants for complex formation between alpha-cyclodextrin and some amines // J. Pharm. Sci. 1983. - V. 72, N. 4, P. 388-390.

15. Suzuki M., Kajtar M., Szejtli J., Vikmon M., Fenyvesi E. Induced circular-dichroism spectra of complexes of cyclomalto-oligosaccharides and azo dyes containing naphthalene nuclei // Carbohydr. Res.- 1992. V. 223. - P. 71-80.

16. Jiang P., Sun S.-W., Shen R.-X., Shi J., Lai C.-M. Molecular mechanics study of b-cyclodextrin 6-O-monobenzoate inclusion complexes // J. Mol. Struct. (Theochem). 2000. - V. 528. -1. 1-3, P. 211-217.

17. Cervero M., Mendicuti F. Inclusion Complexes of Dimethyl 2,6-Naphthalenedicarboxyiate with a- and P-Cyclodextrins in Aqueous Medium: Thermodynamics and Molecular Mechanics Studies // J. Phys. Chem. B. 2000. — V. 104.-I. 7, P. 1572-1580.

18. Nie M.-Y., Zhou L.-M., Wang Q.-H, Zhu D. Q. Molecular dynamic study for chiral discrimination of a-phenylethylamine by modified cyclodextrin in gas chromatography // Chin. Chem. Lett.- 2000. V. 11. -N. 4, P. 347-350.

19. Pozuelo J., Nakamura A. and Mendicuti F. Molecular Mechanics Study of the Complexes of Cyclodextrin with 4-(dimethylamino)benzonitrile and Benzonitrile // J. Incl. Phenom. 1999. -V. 35.-N. 3, P. 467-485.

20. Miertus S., Nair A.C., Frecer V., Chiellini E., Chiellini F., Solaro R. and Tomasi J. Modelling of P-Cyclodextrin with L-a-Aminoacids Residues // J. Incl. Phenom. 1999. -V. 34. -N. 1, P. 69-84.

21. Saenger W., Steiner T. Cyclodextrin Inclusion Complexes: Host-Guest Interactions and Hydrogen-Bonding Networks // Acta Cryst. A, 1998. -V. 54, N. 1, P. 798 -805.

22. Harata K. Structural Aspects of Stereodifferentiation in the Solid State // Chem. Rev. 1998. — V. 98.-I. 5, P. 1803-1828.

23. Hirsch W., Muller Т., Pizer R., Ricatto P J. Complexation of glucose by a- and P-cyclodextrins // Can. J. Chem. 1995. - V. 73. -N. 1, P.12-15.

24. Steiner Т., Saenger W. Geometry of carbon-hydrogen "'.oxygen hydrogen bonds in carbohydrate crystal structures. Analysis of neutron diffraction data // J. Am. Chem. Soc. 1992. - V. 114. - 26, P. 10146-10154.

25. Nakagawa Т., Immel S., Lichtenthaler F.W., binder H.J.: Topography of the 1:1 a-cyclodextrin-nitromethane inclusion complex // Carbohydr. Res. 2000. - V. 324. -1. 2, P. 141-146.

26. Aree Т., Jacob J., Saenger W., Hoier H. Crystal structure of a-cyclodextrin-acetonitrile-hexahydrate // Carbohydr. Res. 1998. - V. 307,1. 3-4, P. 191 -197.

27. Shibakami M., Sekiya S. X-Ray crystallographic study of fluorine atom effect on guest orientation inside the -cyclodextrin cavity // J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1992. V. 23. -P. 1742-1743.

28. Alderfer J.L., Eliseev A. V.: Complex of 4-Fluorophenol with a-Cyclodextrin: Binding Mode in Solution Is Opposite to That in the Solid State // J. Org. Chem. 1997. - V. 62. - 23, P. 8225-8226.

29. Song L.-X., Meng Q.-J.and You X.-Z., Study of the Inclusion Compounds of b-cyclodextrin with diphenyl and its derivatives // Acta Chim. Sin. 1995. - V. 9. - P. 115-121.

30. Takahashi S.-I., Suzuka E.-I., Nagashima N. NMR Study on Inclusion Complexes of L-Phenylalanine and Aspartame with Cyclodextrins in Aqueous Solution // Bull. Chem. Soc. Jpn. -1986.-V. 59.-N. 4, P. 1129-1132.

31. Winkler R.G., Fioravanti S., Ciccotti G., Margheritis C., Villa M. Hydration of b-cyclodextrin: A molecular dynamics simulation study // J. Computer-Aided Mol. Design. 2000. - V. 14. - P. 659667.

32. Van Etten R.L., Sebastian J.F., Clowes G.A., Bender M.L. Acceleration of phenyl ester cleavage by cycloamyloses. A model for enzymic specificity // J. Am. Chem. Soc. 1967. - V. 89. - 13, P. 3242 -3253.

33. D.R. Black, C.G. Parker, S.S. Zimmerman and M.L. Lee: Enantioselective binding of agr-pinene and of some cyclohexanetriol derivatives by cyclodextrin hosts: A molecular modeling study // J. Comput. Chem. 1996. - V. 17. -1. 8, P. 931-939.

34. Lipkowitz K.B. Applications of Computational Chemistry to the Study of Cyclodextrins // Chem. Rev.- 1998.-V. 98.-I. 5, P. 1829-1874.

35. Prakasvudhisarn C., Wolschann P., Lawtrakul L. Predicting Complexation Thermodynamic Parameters of b-cyclodextrin with Chiral Guests by Using Swarm Intellegence and Support Vector Machines // Int. J. Mol. Sci. 2009. - V. 10. - P. 2107-2121.

36. Landy D., Fourmentin S., Salome M., Surpateanu G. Analythical Improvement in Measuring Formation Constants of Inclusion Complexes between b-Cyclodextrin and Phenolic Compounds // J. Incl. Phen. Macrocyclic Chem. 2000. - V. 38. - P. 187-198.

37. Perez-Garrido A., Helguera A.M., Guillen A.A., Cordeiro M.N.D.S., Escudero A.G. Convinient QSAR model for prediction the complexation of structurally diverse compounds with b-cyclodextrins // Bioorganic & Med. Chem. 2009. - V. 17. - P. 896-904.

38. Suzuki, T. A Nonlinear Group Contribution Method for Predicting the Free Energies of Inclusion Complexation of Organic Molecules with a- and p-CycIodextrins // J. Chem. Inf. Comput. Sci. -2001.-V. 41.-5, P. 1266-1273.

39. Carpignano R., Marzona M., Cattaneo E., Quaranta S. QSAR study of inclusion complexes of heterocyclic compounds with b-cyclodextrin // Anal. Chim. Acta. 1997. - V. 348. - P. 489-493.

40. Momany F.A., Willett J.L., Computational studies on carbohydrates: in vacuo studies using a revised AMBER force field, AMB99C, designed for a-(l—>4) linkages // Carbohydr. Res. 2000. -V. 326.-I. 3, P. 194-209.

41. Jorgensen W. L., Tirado-Rives J. The OPLS optimized potentials for liquid simulations. potential functions for proteins, energy minimizations for crystals of cyclic peptides and crambin // J. Am. Chem. Soc. 1988. - V. 110. - 6, P. 1657-1666.

42. Pranata J., Wierschke S., Jorgensen W. L. OPLS potential functions for nucleotide bases. Relative association constants of hydrogen-bonded base pairs in chloroform // J. Am. Chem. Soc. — 199.-V. 113.-8, P. 2810-2819.

43. AlHnger N.L., Yuh Y.H., Lii J.H. Molecular mechanics. The MM3 force field for hydrocarbons. 1 // J. Am. Chem. Soc. 1989. - V. 111. - 23, P. 8551- 8566.

44. Brooks B. R. et al., CHARMM: A program for macromolecular energy, minimization, and dynamics calculations // J. Сотр. Chem.- 1983. -V. 4. -I. 2, P. 187-2174.

45. Smith J. C., Karplus M. Empirical force field study of geometries and conformational transitions of some organic molecules // J. Am. Chem. Soc. 1992. - V. 114. - 3, P. 805-812.

46. MacKerell A.D. et. al. All-Atom Empirical Potential for Molecular Modeling and Dynamics Studies of Proteins//J. Phys. Chem B. 1998.-V. 102.-I. 18, P. 3586-3616.

47. Lawtrakul L., Viernstein H., Wolschann P. Molecular dynamics simulation of b-cyclodextrin in aqueous solution // Int. J. Pharm. 2003. - V. 256. P. 33-41.

48. Im W., Beglov D., Roux B. Continuum Solvation Model: computation of electrostatic forces from numerical solutions to the Poisson-Bolzmann equation // Сотр. Phys. Comm. 1998. - V. 11. P. 59-75.

49. Cramer J., Truhlar D. G. Implicit Solvation Models: Equilibria, Structure, Spectra, and Dynamics // Chem. Rev. 1999. - V. 99. - I. 8, P. 2161-2200.

50. Li J., Zhu Т., Hawkins G.D., Winget P., Liotard D.A., Cramer C.J., Trihlar D.G. Extension of the platform of applicability of the SM5.42R universal salvation model // Theor. Chem. Acc. 1999. -V. 103. P.9-63.

51. Srinivasan J., Cheatham Т.Е., Cieplak P., Kollman P.A., Case D.A. Continuum Solvent Studies of the Stability of DNA, RNA, and Phosphoramidate-DNA Helices // J. Am. Chem. Soc. 1998. -V. 120.-37. P. 9401- 9409.

52. Still W.C., Tempczyk A., Hawley R.C., Hendrickson T.J. Semianalytical treatment of solvation for molecular mechanics and dynamics // J. Am. Chem. Soc. 1990. - V. 112. - 16, P. 6127-6129.

53. Zhou D., Wu Y., Xu Q., Yang L., Bai C., Tan Z. Molecular Mechanics Study of the Inclusion of Trimethylbenzene Isomers in a-Cyclodextrin // J. Incl. Phen. and Macrocyclic Chem. 2000. - V. 37. - P. 273-279.

54. Lino A.C.S., Takahata Y., Jaime C. a- and b-cyclodextrin complexes with n-alkyl carboxylic acids and n-alkyl p-hydroxy benzoates. A molecular mechanics study of 1:1 and 1:2 associations // J. Mol. Struct. 2002. - V. 594. - P. 207-213.

55. Carvello E., Jaime C. b-cyclodextrin bimodal complexes with n-alkylbenzenes and n-alkylcyclohexanes. A molecular mecanics study // J. Mol. Struct. 1998. - V. 428. - P. 195-201.

56. Ytreberg F.M., Swendsen R.H., Zuckerman D.M. Comparison of free energy methods for molecular systems//J. Chem. Phys. 2006. - V. 125. - P. 184114.

57. Cervello E., Mazzucchi F., Jaime C. Molecular mechanics and molecular dynamics calculations of the b-cyclodextrin inclusion complexes with m-, and p-nitrophenyl alkanoates // J. Mol. Struct. -2000.-V. 530.-P. 155-163.

58. Yu Y., Chipot C., Cai W., Shao X. Molecular Dynamics Study of the Inclusion of Cholesterol into Cyclodextrins // J. Phys. Chem. B. 2006. - V. 110. - P. 6372-6378.

59. Nishijo J., Moriyama S.; Shiota S. Interactions of Cholesterol with Cyclodextrins in Aqueous Solution//Chem. Pharm. Bull. 2003.-V. 51, P. 1253-1257.

60. Frijlink H. W.; Eissens A. C.; Hefting N. R.; Poelstra K.; Lerk C. F.; Meijer D. K. F. The Effect of Parenterally Administered Cyclodextrins on Cholesterol Levels in the Rat // Pharm. Res. 1991. -V. 8. -N. /, P. 9-16.

61. Berg U., Bladh N., Hjelmencrantz A. Structure and dynamics stability of cyclodextrin inclusion complexes with 1,4-distributed bicycle2.2.2.octanes // J. Chem. Soc. 2001. - V. 2. - P. 18501857.

62. Brewster M.E., Loftsson T. Cyclodextrins as pharmaceutical solubilizers // Adv. Drug Delivery Rev. 2007. - V. 59. - P. 645-666.

63. Yamamoto S., Kurihara H., Mutoh Т., Xing X., Unno H. Cholesterol recovery from inclusion complex of b-cyclodextrin and cholesterol by aeration at elevated temperature // Biochem. Eng. J. -2005.-V. 22.-P. 197-205.

64. Jimenez V., Alderete J.B., Hartree-Fock and Density Functional Theory Study of a-Cyclodextrin Conformers // J. Phys. Chem. A. 2008. - V. 112.- P. 678-685.

65. Belosludov R., Hiwada Т., Kawazoe Y., Ohno K., Yoshinari Т., Ohnishi A., Nagasaka S. Intermolecular Bonds Bridging Two Anthracene Molecules in a g-Cyclodextrin // J. Solid State Chem. 1999. - V. 144,-P. 263-271.

66. Stewart J. J.P.J. Optimization of Parameters for Semiempirical Methods II. Applications // Сотр. Chem. 1989. - V. 209. - P. 221-264.

67. Stewart J.J.P.J. Comparison of the accuracy of semiempirical and some DFT methods for predicting heats of formation // J. Mol. Model. 2004. - V. 10. - P. 6-12.

68. Song K.-S., Hou C.-R., Liu L., Li X.-S., Guo Q.-X. A quantum-chemical study on the molecular recognition of b-cyclodextrin with ground and excited xanthones // J. Photochemistry and Photobiology A: Chem-2001. V. 139.-P. 105-109.

69. Nagaraju M.5 Narahari G.S. Theoretical Studies on Inclusion Complexes of Cyclodextrin // J. Phys. Chem. A. 2009. - V. 113. - P. 9533-9542.

70. Song L.X., Wang H.M., Guo X.Q., Bai L. A Caomparative Study on the Binding Behaviors of b-Cyclodextrin and Its Two Derivatives to Four Fanlike Organic Guests // J. Org. Chem. 2008. - V. 73.-P. 8305-8316.

71. Estrada E., Perdomo-Lopez I., Torres-Labandeira J.J. Molecular Modelling (MM2 and PM3) and Experimantal (NMR and Thermal Analysis) Studies on the Inclusion Complex of Salbutamol and b-Cyclodextrin//J. Org. Chem. -2000.-V. 65. P. 8510-8517.

72. Bonnet P., Jaime C., Morin-Allory L. a-, P-, and y-Cyclodextrin Dimers. Molecular Modeling Studies by Molecular Mechanics and Molecular Dynamics Simulations // J. Org. Chem. -2001. -,V. 66.-1.3, P. 689-692.

73. Avakyan V. G., Nazarov V. В., Voronezheva N. I. DFT and PM3 calculations of the formationanf enthalpies and intramolecular H-bond energies in a-, b- and g-cyclodextrins // Russ. J. Phys. Chem. 2005. - V. 79. - Suppl 1. - P. 18- 27.

74. Bonnet P., Jaime C., Morin-Allory L. Structure and Thermodynamics of a-, P-, and y-Cyclodextrin Dimers. Molecular Dynamics Studies of the Solvent Effect and Free Binding Energies // J. Org. Chem. 2002. - V. 67. -1. 24, P. 8602-8609.

75. Nascimento C. S., Anconi C. P. A., Dos Santos H. F., De Almeida W. B. Theoretical Study of the a-Cyclodextrin Dimer // J. Phys. Chem. A. 2005. - V. 109. -1. 14, P. 3209-3219.

76. Perdew J. P., Burke K., Ernzerhof M., Generalized Gradient Approximation Made Simple // Phys. Rev. Lett. 1996. - V. 77. -118, P. 3865-3868.

77. Лайков Д. H. Развитие экономного подхода к расчету молекул методом функционала плотности и его применение к решению сложных химических задач: Дисс. канд. физ. мат. наук МГУ. - Москва, 2000.

78. ChemCraft. Version 1.5 (build 248). http://www.chemcraftprog.com

79. А. В. Иогансен // сборник Водородная связь. Под ред. Н. Д. Соколова. Наука, Москва, 1981,112-131.

80. Saenger W., Jacob J., Gessler К., Steiner Т., Hoffmann D., Sanbe H., Koizumi K., Smith S. M., Takaha T. Structures of the Common Cyclodextrins and Their Larger AnaloguesBeyond the Doughnut//Chem. Rev. 1998. -V. 98. - I. 5, P. 1787-1802.

81. Терехова И.В., Лапшев П.В., Куликова O.B. Термодинамика комплексообразования а-циклодекстрина с основаниями нуклеиновых кислот и их производными // Координационная химия.-2003.-Т. 29 — № 1. С. 78-85.

82. Takagi S., Fujisawa M., Kimura T. Enthalpy and entropy changes on molecular inclusion of 1,3-butanediol into a and p-cyclodextrin cavities in aqueous solutions // Thermochim. Acta. — 1991. — V. 183.-P. 289-297.

83. Guo Q.-X., Zheng X.-Q., Ruan X.-Q., Luo S.-H., Liu Y.-C. Substituent effect and enthalpy-entropy compensation on the inclusion of p-cyclodextrin with 1-substituted naphthalenes // J. Incl. Phen. 1996. - V. 26. -, N. 4, P. 175-183.

84. Bo Tang, Li Ma, Chi Ma. Spectrofluorimetric study of the p-cyclodextrin-rubidate complex and determination of rubidate by p-CD-enhanced fluorimetry // Talanta. 2002. - V.58. -1. 5, P. 841848.

85. Allen F.H., Kennard O., 3D search and Research using the Cambridge Structural database // Chemical Design Automation News. 1993. - V. 8. №1. P. 31-37

86. Кулешова JI. H., Антипин М.Ю. Кембриджский банк структурных данных как инструмент изучения общих закономерностей строения органических молекулярных кристаллов // Успехи химии. 1999. - Т. 68. - № 1. С. 3.

87. Winkler R. G., Fioravanti S., Ciccotti G., Margheritis C., Villa M. Hydration of b-cyclodextrin: A molecular dynamics simulation study // J. Comput.-Aided Mol. Des. 2000. - V. 14. - P. 659667

88. Sicilia M. C., Nino A., Munoz-Caro C., Mechanism of Piridine Protonation in Water Clusters of Increasing Size // J. Phys. Chem. A. 2005. - V. 109. - P. 8341-8347.

89. Arnett E. M., Chawa В., Bell L., Tagepera M., Henre W., Taft R. W., Solvation and hydrogen bonding of pyridinium ions // J. Am. Chem. Soc. 1977. - V. 99. - P. 5729-5738.

90. Stewart J. J. P. J. Optimization of Parameters for Semiempirical Methods V: Modification of NDDO Approximations and Application to 70 Elements // J. Mol. Model. 2007. - V. 13. P. 1173-1213.

91. Benson S. W., Sidney W., Bond energies // J. Chem. Educ. 1965. - V. 42. P. 502

92. Buss V., Messinger J. A Caveat Regarding the Use of MNDO-PM3 in the Calculation of Nonbonding Potentials // Heuser, N. QCPE. Bull. 1991. - V. 11. - P. 5-6.

93. Sekusak S., Coiy M.G., Bartlett R.J., Sabljic A. Dual-Level Direct Dynamics of the Hydroxyl Radical Reaction with Ethane and Haloethanes: Toward a General Reaction Parameter Method // J. Phys. Chem. A. — 1999. — V. 103.-P. 11394-11405.

94. Kallies В., Mitzner R. The Ability of the Semiempirical PM3 Method to Model Proton Transfer Reactions in Symmetric Hydrogen Bonded Systems //J. Mol. Model. 1995. - V. 1. - P. 68-78.

95. Cottrell T.L. The Strengths of Chemical Bonds // Butterwortbs. London, 1958. 2nd ed.

96. Darwent B. deB., "National Standard Reference Data Series," National Bureau of Standards, No. 31, Washington, DC, 1970; S.W. Benson // J. Chem. Educ. 1985. - V. 42. - P. 502.

97. Nocedal J., Nocedal W., Stephen J., Numerical Optimization // Springer-Verlag, 1999. : ISBN 0387-98793-2

98. Fletcher R. A New Approach to Variable Metric Algorithms // The Computer Journal. — 1970. -V. 13. P. 317-322.

99. Stewart, J. J. P. J., OpenMOPAC2009 // Stewart Computational Chemistry, Colorado Springs, CO, USA. http://OpenMOPAC.net

100. В. Ю. Рудяк, В. Г. Авакян, В. Б. Назаров, М. В. Алфимов. Водный кластер для моделирования гидратации органических соединений. Использование метода функционала плотности // Российские нанотехнологии. 2009. - Т. 4. - С. 33-43.

101. С. Leggio, М. Anselmi, A. Di Nola, L. Galantini, A. Jover, F. Meijide, N. V. Pavel, V. H. S. Tellini, J. V. Tato, Study on the Structure of Host-Guest Supramolecular Polymers // Macromolecules. 2007. - V. 40. - P. 5899-5906.

102. J. Carrazana, A. Jover, F. Meijide, V. H. Soto, and J. V. Tato, Complexation of Adamantyl Compounds by «-Cyclodextrin and Monoaminoderivatives // J. Phys. Chem. B. 2005. - V.109. -P.9719-9726.