Введение
Глава 1. Обзор литературы 9
1. Работы, посвященные исследованию кристаллической структуры целлюлозы 9
2. Работы, посвященные исследованию набухания и растворения целлюлозы 17
2.1 Набухание целлюлозы в щелочных средах 18
2.2 Набухание в сильнощелочных растворах солей 19
2.3 Набухание в неорганических кислотах 20
2.4 Растворение целлюлозы в неорганических солях 22
2.5 Взаимодействие с комплексными соединениями металлов 23
3. Работы, выполненные с помощью численного эксперимента...27
3.1 Исследование структуры кристаллической целлюлозы с помощью численного эксперимента 27
3.2 Исследование сольватации кристаллической целлюлозы 31
3.3 Исследование олигомерных фрагментов целлюлозы 35
4. Используемые для углеводов силовые поля 37
Глава 2. Используемые методы 40
1. Теоретические основы метода молекулярной динамики 40
2. Алгоритмы, применяемые при моделировании 44
2.1 Расчет текущей температуры и давления в системе 45
2.2 Контроль постоянства температуры 46
2.3 Контроль постоянства давления 47
2.4 Минимизация потенциальной энергии системы 48
3. Силовое поле, используемое при моделировании 49
3.1 Ван-дер-ваальсовы и электростатические взаимодействия 50
3.2 Взаимодействия между химически связанными силовыми центрами 52
3.3 Электростатическое взаимодействие на больших расстояниях 54
3.4 Жесткие связи 55
4. Расчет изменения свободной энергии 55
5. Расчет радиальных функций распределения 57
6. Диффузия и средний квадрат отклонения частицы 58
7. Водородные связи 58
8. Анализ конформаций макромолекул целлюлозы 58
Глава 3. Выбор объектов исследования. Описание моделируемых систем 62
Глава 4. Моделирование молекулы целлобиозы в воде, N- метилморфолин-1Ч-оксиде и гексафтороизопропаноле 68
1. Система целлобиоза - вода 68
2. Целлобиоза - N-метилморфолин-ЇЧ-оксид 74
3. Целлобоиза - гексафтороизопропанол 80
4. Реконструкция конформаций макромолекулы целлюлозы 86
5. Сравнительный анализ результатов моделирования целлобиозы в воде, NMMO и ГФИП 88
Глава 5. Моделирование молекулы целлобиозы в растворителях на основе сверхкритического углекислого газа 90
1. Целлобиоза - сверхкритический углекислый газ 90
2. Смесь сверхкритического углекислого газа и воды 93
3. Молекула целлобиозы в смеси сверхкритического углекислого газа, воды и этиленгликоля 96
4. Свойства объемной фазы растворителя 98
5. Реконструкция конформации макромолекулы целлюлозы в системах на основе сверхкритического углекислого газа 100
6. Сравнительный анализ результатов моделирования целлобиозы в системах на основе сверхкритического углекислого газа...101
Глава 6. Моделирование систем с фрагментами кристаллической целлюлозы 102
1. Стеки олигомеров 102
2. Свободная энергия сольватации кристаллической целлюлозы 103
Итоги и выводы 106
Список литературы 109
