Biopolym. Cell. 1995; 11(5):21-23.
Кислотно-лужні властивості піримідину, імідазолу та пурину у вільному стані: розрахунок методом AMI
1Говорун Д. М., 1Кондратюк І. В., 1Желтовський М. В.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03680

Abstract

Напівемпіричним квантовохімічним методом AMI в режимі оптимізації всіх структур­них параметрів у вакуумному наближенні розраховано енергію протонування ендоциклічних атомів азоту, не зв'язаних з атомом водню, а також енергію депротонування всіх NH- і СН-груп енергетично найвигідніших молекулярних таутомеріє піримідину (Руг), імідазолу (Іт) та пурину (Pur). Встановлено, що найімовірнішим місцем протонування Pur є ендоциклічний атом азоту піримідинового кільця N1; при цьому піримідиновий фрагмент Pur має кращі як кислотні, так і лужні властивості, аніж молекула Руг. У той же час імідазольний фрагмент Риг мае кращі кислотні вла­стивості, ніж молекула Іт, але гіршу, ніж остання, протофільність ендоциклічного атома азоту, не зв'язаного з атомом водню. На основі отриманих результатів автори доходять висновку, що найвірогіднішими схемами самоасоціації Руг та Іт у вакуумі є водневе спарювання Руг за допомогою двох циклічних кооперативних Н-зв'язків C2H...N1 (або C2H...N3, що одне й теж саме), а також утворення лінійних самоасоціатів Іт за допомогою періодичних кооперативних Н-зв'язків N1H...N3.

References

[1] Govorun DM, Kondratyuk IV, Zheltovsky NV. Acidic-basic properties of molecular xanthine and its complex formation ability. Biopolym Cell. 1994; 10(6):61-4.
[2] Govorun DM, Kondratyuk IV, Zheltovsky NV. Acidic-basic properties of molecular hypoxanthine in vacuum. Biopolym Cell. 1995; 11(1):3639.
[3] Pullman B, Pullman A. Quantum biochemistry. Interscience Publishers. N. Y., 1963; 867 p.
[4] Petrov ES. The equilibrium NH acidity of organic compounds. Russ Chem Rev. 1983; 52(12) 1144-1155.
[5] Pozharskii AF, Zvezdina EA. The Acid Properties of the Amino-group. Russ Chem Rev 1973;42(1):37-55.
[6] Del Bene JE. Molecular orbital study of the protonation of DNA bases. J Phys Chem. 1983;87(2):367–71.
[7] Govorun DM, Kondratyuk IV, Zheltovsky NV. Prototropic molecular-zwitterion tautomerism of imidazole and pyrimidine. Biopolym Cell. 1995; 11(6):41-4.
[8] Nowak M.J., Lapinski L., Kwiatkowski J.S. An infrared matrix isolation study of tautomerism in purine and adenine. Chemical Physics Letters. 1989; 157 (1-2):14-18.
[9] Shorygin P, Burstein KYa. Pairing and periodic system of elements. Russ Chem Rev. 1991; 60(1):1—24.
[10] Vereshchagin AN. Inductive effect. M: Nauka, 1987; 3-44.
[11] Meot-Ner M. Ion thermochemistry of low-volatility compounds in the gas phase. 2. Intrinsic basicities and hydrogen-bonded dimers of nitrogen heterocyclics and nucleic bases. J Am Chem Soc. 1979;101(9):2396–403.
[12] Tupitsyn IF, Popov AS, Shibayev AYu. Aromatic heterocycles as CH acid. 1. The methyl derivatives of five-and six-membered heterocycles. Zh Obshch Khim. 1992;62(124), 9: 2100-11.