Окислительная трансформация 5-гидрокси-6-метилурацила в водных щелочных растворах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат наук Петрова, Светлана Федоровна

• Петрова, Светлана Федоровна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Петрова, Светлана Федоровна

СОДЕРЖАНИЕ

стр

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Фармакологические свойства 5-гидрокси-6-метилурацила

1.2 Кето-енольная таутомерия и кислотно-основное равновесие 5-гидрокси-6-метилурацила

1.3 Алкилирование производных урацила

1.4 Окисление производных урацила в водных растворах

1.4.1 Окисление производных урацила молекулярным кислородом в водных растворах

1.4.2 Активные формы кислорода в водных растворах

1.4.3 Превращения производных урацила в щелочной водной среде

ГЛАВА II. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Оборудование и реактивы

2.1.1 Приборы

2.1.2 Используемые реагенты

2.2 Методы анализа

2.2.1 Высокоэффективная жидкостная хроматография

2.2.2 Квантово-химические расчёты

2.2.3 Электронная спектроскопия

2.2.4 ИК-спектроскопия

2.2.5 ЯМР спектроскопия

2.2.6 Спектрально-люминесцентный анализ

2.3 Методика приготовления исходных растворов

2.3.1 Приготовление водных растворов 5-гидрокси-6-метилурацила

2.3.2 Приготовление растворов для ЯМР спектроскопии

2.3.3 Приготовление водных растворов гидроксида натрия

2.4 Методы проведения эксперимента

2.4.1 Изучение окислительной трансформации 5-гидрокси-6-метил-урацила в щелочной среде

2.4.2 Синтез метилпроизводных 5-гидрокси-6-метилурацила

2.4.3 Изучение окислительных трансформаций метилпроизводных 5-гидрокси-6-метилурацила в щелочной среде

2.4.4 Манометрическое определение количества поглощенного

кислорода

2.4.5 Определение констант диссоциации метилпроизводных 5-гидрокси-6-метилурацила в водных растворах

ГЛАВА III. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

3.1 Окислительная трансформация 5-гидрокси-6-метилурацила в щелочной среде

3.1.1 Анализ продуктов окисления 5-гидрокси-6-метилурацила в щелочной среде методом ВЭЖХ

3.1.2 Расчет относительной устойчивости таутомерных форм 4-гидрокси-6-метилпиримидин-2,4-диона

3.1.3 Образование 5,5,6-тригидрокси-6-метилпиримидин-2,4-диона в ходе окисления 5-гидрокси-6-метилурацила

3.1.4 Изучение окисления 5-гидрокси-6-метилурацила в щелочной среде спектрально-люминесцентным методом

3.1.5 Анализ продуктов окисления 5-гидрокси-6-метилурацила в щелочной среде методом ЯМР спектроскопии

3.2 Кислотно-основное равновесие 5-гидрокси-6-метилурацила в щелочной водной среде

3.3 Синтез, кислотно-основное равновесие и окислительные превращения в щелочной среде метилпроизводных 5-гидрокси-6-метилурацила

3.3.1 Синтез метилпроизводных 5-гидрокси-6-метилурацила

3.3.2 Кислотно-основное равновесие метилпроизводных 5-гидрокси-6-метилурацила

3.3.3 Определение констант диссоциации метилпроизводных 5-гидрокси-6-метилурацила

3.3.4 Окисление метилпроизводных 5-гидрокси-6-метилурацила в щелочной среде

3.4 Влияние концентрации кислорода на окислительную трансформацию 5-гидрокси-6-метилурацила в водно-щелочной среде

3.5 Манометрическое определение количества поглощенного кислорода

3.6 Зависимость начальной скорости окисления 5-гидрокси-6-метилурацила от температуры и концентрации гидроксида калия

3.7 ЯМР спектры 5-гидрокси-6-метилурацил в щелочной среде в DMSO-

dб

3.8 Схема окислительной трансформации 5-гидрокси-6-метилурацила в

водно-щелочной среде

ВЫВОДЫ

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Окислительная трансформация 5-гидрокси-6-метилурацила в водных щелочных растворах»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. 5-Гидрокси-6-метилурацил проявляет широкую фармакологическую активность и находит применение в качестве таких лекарственных препаратов как оксиметацил и иммурег. Несмотря на большое количество работ по изучению фармакологических свойств, физико-химические свойства 5-гидрокси-6-метилурацила в растворах изучены недостаточно.

Известно, что в кислых и нейтральных водных растворах 5-гидрокси-6-метилурацил находится в дикето-форме. Имеются несколько публикаций, где предполагается смещение таутомерного равновесия в сторону енольных форм

5-гидрокси-6-метилурацила в щелочных водных растворах. Литературные данные свидетельствуют, что при увеличении рН водных растворов происходит диссоциация 5-гидрокси-6-метилурацила. Вопрос о месте первичного депротонирования в молекуле 5-гидрокси-6-метилурацила является спорным из-за наличия нескольких групп, способных к диссоциации.

Установлено, что 5-гидрокси-6-метилурацил окисляется молекулярным

2+

кислородом в кислой водной среде в присутствии ионов Си и некоторых 3d-металлов с образованием 5,5,6-тригидрокси-6-метилпиримидин-2,4-диона, а в сильнощелочной среде (рН > 11) - с образованием натриевой соли 4-гидрокси-

6-метилурацила. Механизм последней реакции не изучен. Поэтому является актуальным исследование кислотно-основного равновесия и окисления 5-гидрокси-6-метилурацила в щелочной водной среде.

Настоящая работа выполнена в рамках приоритетного направления «Живые системы», в соответствии с планом научно-исследовательских работ Уфимского Института химии - обособленного структурного подразделении Федерального государственного бюджетного научного учреждения Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук по темам: «Методы хроматографии, масс-спектрометрии, ИК, УФ, ЭПР и ЯМР-спектроскопии для установления структуры и идентификации органических,

биоорганических молекул и полимеров (АААА-А17-117011910027-0)», «Гомо-и гетерофункциональные соединения в комплексообразовании с металлами и фармаконами» (№ гос. регистрации 0120.0 801446), «Реакционная способность гомо- и гетерофункциональных соединений в комплексообразовании металлами и фармаконами» (№ гос. регистрации 01201152187), при частичной финансовой поддержке гранта РФФИ «Активация молекулярного кислорода на комплексах металлов переменной валентности с производными урацила (№ 1203-31712)».

Цель работы. Исследование закономерностей окислительной трансформации 5-гидрокси-6-метилурацила в водных щелочных растворах.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

- Изучение кислотно-основного равновесия 5-гидрокси-6-метилурацила в водной щелочной среде.

- Идентификация промежуточных и конечных продуктов окисления 5-гидрокси-6-метилурацила в водной щелочной среде.

- Определение схемы окислительной трансформации 5-гидрокси-6-метилурацила в водной щелочной среде.

Научная новизна.

Впервые выделены и идентифицированы промежуточные (5,5,6-тригидрокси-6-метилпиримидин-2,4-дион; 5,5-дигидрокси-6-метилпиримидин-2,4-дион; 6-гидрокси-6-метилпиримидин-2,4,5-трион; 4-гидрокси-6-метил-пиримидин-2,5-дион) и конечные продукты (оксалат натрия, ацетонитрил и ацетамид) окислительной трансформации 5-гидрокси-6-метилурацила в щелочных водных растворах. Установлено, что окислителем в реакции является кислород. Определена стехиометрия реакции, которая характеризуется мольным соотношением 5-гидрокси-6-метилурацил:О2 = 2:1. Изучено влияние температуры и концентрации щелочи на начальную скорость расходования 5-гидрокси-6-метилурацила в щелочных водных растворах.

Определены ряды относительной устойчивости таутомерных форм 4-гидрокси-6-метилпиримидин-2,5-диона.

Впервые синтезированы метилированные производные 5-гидрокси-6-метилурацила: 5-метокси-1,6-диметилурацил и 5-метокси-3,6-диметилурацил. Впервые методом потенциометрического титрования определены константы и термодинамические характеристики кислотно-основного равновесия 5-метокси-1,6-диметилураца; 5-метокси-3,6-диметилурацила и 5-метокси-6-метилурацила в водных растворах.

С использованием синтезированных К- и О-метилпроизводных установлена последовательность диссоциации в молекуле 5-гидрокси-6-метилурацила в водных щелочных растворах. На основании полученных экспериментальных данных предложена схема окислительной трансформации 5-гидрокси-6-метилурацила в водных щелочных растворах.

Практическая значимость работы.

Результаты проведенных исследований окислительной трансформации 5-гидрокси-6-метилурацила в водных щелочных растворах могут быть использованы при синтезе производных урацила и изучении их кислотно-основных свойств.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены и обсуждены на Международной школе-конференции для студентов, аспирантов и молодых ученых «Фундаментальная математика и ее приложения в естествознании» (Уфа, 2011), XV молодежной школе-конференции по органической химии (Уфа, 2012), XV молодежной школе-конференции «Актуальные проблемы магнитного резонанса и его применение» (Казань, 2012), III Всероссийской научной конференции (с международным участием) «Успехи синтеза и комплексообразования» (Москва, 2014), X Всероссийской конференции «Химия и медицина» с Молодежной научной школой (Уфа-Абзаково, 2015), VI Всероссийской конференции «Новые достижения ЯМР в структурных исследованиях» (Казань, 2015), VII Всероссийской молодежной

школе-конференции «Квантово-химические расчеты: структура и реакционная способность органических и неорганических молекул» (Иваново, 2015), XXVII и XXVIII Симпозиумах «Современная химическая физика» (Туапсе, 2015, 2016), кластере конференций по органической химии «ОргХим-2016» (Санкт-Петербург, 2016), II Всероссийской молодежной конференции «Проблемы и достижения химии кислород- и азотсодержащих биологически активных соединений» (Уфа, 2017) и V Молодежной школе-конференции «Современные аспекты химии» (Пермь, 2018).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 5 статей в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК, и тезисы 13 докладов.

Структура и объём диссертации. Работа изложена на 120 страницах, содержит 34 рисунка, 24 таблицы, библиографию из 121 наименования. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов и списка литературы.

Автор выражает глубокую благодарность д.х.н., профессору Муринову Ю.И., д.х.н., профессору Кабальновой Н.Н., к.х.н., н.с. Нугуманову Т.Р., к.х.н., с.н.с. Спирихину Л.В., к.х.н., доценту Хамитову Э.М., к.х.н., с.н.с. Лобову А.Н., к.х.н., н.с. Акчуриной О.В., к.х.н., с.н.с. Остахову С.С., м.н.с. Ильиной М.Г. за научные консультации, помощь и поддержку, оказанные при выполнении работы.

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Производные пиримидиновых оснований, в том числе 5-гидрокси-6-метилурацил, являются фармакологически активными соединениями. Поэтому вопросы химического и биохимического превращения 5-гидрокси-6-метилурацила под действием различных реагентов являются актуальными. Большой научный и практический интерес вызывает изучение механизма, кинетики и идентификация продуктов окислительных превращений 5-гидрокси-6-метилурацила в щелочных водных растворах, в которых происходит диссоциация 5-гидрокси-6-метилурацила с образованием анионов.

1.1 Фармакологические свойства 5-гидрокси-6-метилурацила

Производные пиримидина привлекают внимание фармакологов вследствие разнообразной биологической активности. Фармакологические свойства таких соединений в значительной степени объясняются их структурным сходством с нуклеозидами и нуклеотидами, которые играют важную роль в механизмах метаболизма и наследственности.

Благодаря изучению и целенаправленному синтезу производных пиримидина, начатому советским фармакологом Н.В. Лазаревым в 1947 г., было обнаружено, что данные соединения проявляют себя как иммуномодуляторы, стимулируют белковый и нуклеиновый обмен, ускоряют клеточную пролиферацию и дифференцировку, оказывают противовоспалительное действие, повышают устойчивость организма к инфекции, в то время как токсичность для человека составляет 3-4 г/кг [1].

6-Метилурацил (6-МЦ) стимулирует процесс образования лейкоцитов и эритроцитов (лейкопоэз), а также клеточной регенерации. Цитозин, 5,6-дигидротимин и тимин (Thy) усиливают процессы репаративной регенерации, которые способствуют заживлению язвы желудка, влияют на кровеносную систему, стимулируют образование лейкоцитов. Вышеперечисленные производные пиримидина ингибируют перекисное окисление липидов.

Наиболее активными стимуляторами фагоцитарной активности лейкоцитов in vivo и in vitro являются такие производные пиримидина, как 6-MU (метацил), 2-амино-4-гидрокси-6-метилпиримидин (суперацил), 5-гидрокси-6-метилурацил (HMU, оксиметацил), 5-гидроксиметил-6-метилурацил (пентоксил), повышающие абсорбционную способность макрофагов [2].

Объектом исследования в настоящей работе стал HMU, впервые синтезированный Р.С. Карлинской под руководством Н.В. Хромова-Борисова [3]. Позднее В.П. Кривоноговым был разработан новый способ синтеза HMU с чистотой 99-100% [4].

нми

В полной мере фармакологические свойства HMU изучены В.А. Мышкиным. Показано, что HMU обладает антидотной [1], антитоксической активностью [5], оказывает антиоксидантное [6, 7], ноотропное, кардиопротекторное, гепатопротекторное, имунномоделирующее [2, 8-10], стресс-протекторное, актопротекторное, антиалкогольное, антигипоксическое, деметгемо-глобинизирующее действия [1]. HMU способен стимулировать регенеративные процессы, активировать адаптивный синтез РНК, белка, биоэнергетические процессы, ферменты антиоксидантной защиты, регулировать процессы перекисного окисления липидов, усиливать активность АТФаз и других ферментов, связанных с мембраной, также является «радикальной ловушкой», защищающей от активных форм кислорода и токсичных перекисных соединений [1, 11]. Установлен положительный эффект HMU при отравлении химическими соединениями, оказывающих негативное влияние на функции центральной или периферической нервной системы, печени [12], а также при последствиях побочного действия других лекарственных средств [1].

1.2 Кето-енольная таутомерия и кислотно-основное равновесие

5-гидрокси-6-метилурацила

Одна из широко известных теорий спонтанного возникновения мутаций связана с существованием пиримидиновых оснований в различных таутомерных формах [13, 14]. Поэтому важным аспектом при изучении производных урацила, с точки зрения химии и генетики, является таутомерия. Для HMU теоретически возможны 6 таутомерных форм (рис. 1.1) [15].

а)

о-

Н1чГ

сАг

н

О)

он

N

О^М'

н

н

I

о

ХНз

он

"СНз

в)

Г"Т

лХ

НО N СНз

с)

N

А.

о-------н

■' I

-о

НО' N СНз

н

Е)

ОН

г)

N

ОН

он

НО N СНз

ОН

ЫЧ'

0Л^СНз

Рисунок 1.1 - Возможные таутомеры HMU

Поскольку экспериментально определить относительную устойчивость таутомеров HMU в газовой фазе не представляется возможным, прибегают к квантово-химическим расчетам.

В работе [16] методом изодесмических реакций рассчитаны энтальпии образования для всех теоретически возможных таутомерных форм HMU и установлены ряды относительной устойчивости таутомеров в газовой фазе (табл. 1.1). Величину АЕ рассчитывали в виде разности полных энергий по отношению к самому устойчивому дикето-таутомеру Л. Следующими по устойчивости располагаются таутомеры с енольной формой у второго атома углерода С(2) (В и С). Большую стабильность таутомеров Л, В и С авторы связывают с наличием внутримолекулярной водородной связи (2.123, 2.126 и 2.007 А, соответственно) между карбонильным кислородом у атома углерода

С(4) и гидроксильным водородом [15]. В частности для U в работе [17] люминесцентным методом установлено, что помимо дикето-таутомера Л в газовой фазе имеются следовые количества таутомера С, содержание которого в 105—106 раз меньше, чем дикето-таутомера. Отсюда следует, что енольная форма преимущественно образуется у второго углеродного атома пиримидинового кольца. По мнению авторов [15], это может значительно упростить идентификацию енольной формы НМи в водных растворах, в том случае, если внутримолекулярная водородная связь сохраняется при растворении.

Таблица 1.1

Энтальпия образования и относительная устойчивость (ЛЕ)

(MP4(SDQ)//MP2(fc)/6-31G(d, р)) таутомеров НМи в газовой фазе

Таутомер -Л]Н298° Л(ЛЙ98°) ЛЕ

кДж/моль

А 503.6 0 0

В 475.3 27.7 47.2

С 453.3 50.3 69.3

D 443.5 60.1 74.9

Е 442.2 61.4 78.6

F 371.0 132.6 137.8

Высокую устойчивость дикето-таутомера А связывают с наличием аминного атома азота по соседству с кратной связью С=О за счет взаимодействия несвязывающей орбитали атома азота с л*-разрыхляющей орбиталью карбонильной группы. В енольной форме неподеленная электронная пара атома азота ориентирована в плоскости кольца, что делает невозможным и^л*-взаимодействие. Определенная стабилизация молекулы возможна вследствие перекрывания несвязывающей орбитали атома азота с с*-орбиталями соседних полярных связей [15]. Таким образом, на основании квантово-химических расчетов установлено, что наиболее устойчивой формой НМи в газовой фазе является дикето-таутомер А.

В твердой фазе НМи также находится в виде таутомера А. Об этом свидетельствует ИК-спектр НМи, где имеются 3 полосы поглощения с максимумами 1712, 1696 и 1656 см-1, отнесенные к валентным колебаниям групп С(2)=О, С(4)=О и С(5)=С(6), соответственно [15].

Результаты РСА кристаллов НМи, полученных из водных растворов, подтверждают вышесказанное предположение. Фрагмент такого соединения приведен на рис. 1.2.

ШС

.....Н-^ Ц

Ь /

Рисунок 1.2 - Фрагмент супрамолекулярного соединения в кристалле НМи

Предполагается, что в результате самоассоциации сначала образуется димер (рис. 1.3), в образовании которого участвуют группы С(4)=О, С(5)-ОН одной молекулы и С(2)=О и К(3)-И - другой.

Рисунок 1.3 — Димер НМи

Затем димер ассоциируется в тетрамер, который можно рассматривать как два димера, объединенных водородными связями С(2)=О---Н—О(5) и К(3)Н-Ю=С(4). По мнению авторов [18], объединение молекул происходит за счет донорных и акцепторных групп, расположенных в соседних положениях пиримидинового кольца. Каждую такую пару можно рассматривать как центр «распознавания» (ЦР) водородных связей. Дальнейшая самосборка приводит к ассоциации тетрамеров через свободную от участия в водородных связях в тетрамере группу К(1)-Н и карбонильный атом С(2)=О(1), который образует таким образом вилочную водородную связь Н(Ш)-"О(1)"-Н(3О).

Позднее, на основании квантово-химрчрских расчетов, было предположено существование пяти ЦР. ЦР1 включает группу К(1)-Н, в которой атом водорода играет роль акцептора электронной пары, тогда как атом азота является донором электронов. ЦР2 содержит группы С(2)=0 и К(3)-Н, которые обеспечивают атом водорода, необходимый для водородной связи. ЦР3 состоит из групп К(3)-Н и С(4)=0. Гидроксильная группа является донором атома водорода в ЦР4 и акцептором в ЦР5. В случае ЦР5 атом водорода метильной группы играет роль акцептора электронной пары. Сеточная структура НМи, ранее установленная методом РСА, представляет собой ассоциат, состоящий из димеров 1-1 с водородной связью К(1)-Н--0(1)=С(2) или 2-4, состоящий из 0(3)—Н-"0(1) и К(3)—Н-"0(2) связей. Исходя из расчетов, теоретически возможно образование 15 димеров НМи. Они формируются в результате двух межмолекулярных водородных связей между пятью центрами распознавания.

На основе рассчитанных термодинамических параметров обнаружено, что структура НМи, сформированная через ЦР 1-1 является наиболее стабильной

Об обнаружении редкой таутомерной формы D НМи в твердой фазе упоминается только в работе [20]. Сообщается, что при взаимодействии НМи с хлоридами меди (II) и марганца (II) в щелочных водных растворах были получены комплексные соединения. В выделенных комплексах НМи находится в виде таутомера D, что подтверждается методами ИК-спектроскопии и элементного анализа.

Исследование кето-енольного равновесия и определения ряда относительной устойчивости таутомеров НМи в растворах требует учета различных факторов, в частности природы растворителя (воды). Одним из самых информативных физико-химических методов анализа таутомерии является УФ-спектроскопия. В многочисленных работах [21—26] спектрофотометричеки показано, что в кислых и нейтральных водных растворах (рН = 2—7) преимущественной формой производных урацила является дикето-форма А (рис. 1.4).

[19].

СН3

М = Си, Мп

Рисунок 1.4 - УФ-спектры HMU в водных растворах ([HMU] = 110-3 моль/л, l = 0.2 см, 25 оС): 1 - рН = 6.4; 2 -рН = 7.7; 3 - рН = 8.7;

4 - рН = 10.1; 5 - рН = 11.7

Из литературы следует, что в кислой и нейтральной среде с увеличением pH содержание енольной формы U, Thy и 6-MU в водных растворах увеличивается с 3.410-10 до 5.3% [15]. При этом содержание енольной формы HMU примерно на порядок выше. 87% HMU находятся преимущественно в енольной форме при рН = 9.0. Авторы связывают это с тем, что карбонильная группа четвертого углеродного атома HMU, имеющая внутримолекулярную водородную связь с гидроксильной группой, не может принимать участие в кето-енольных перегруппировках. Среди возможных енольных форм B и C предпочтительным является образование С формы, так как в УФ-спектре HMU при рН = 9.0 наблюдается образование нового максимума полосы поглощения при 245 нм (рис. 1.4), что, по мнению авторов, соответствует сопряжению связей -C(2)=N(3)-C(4)=O [27].

Повышенный интерес представляет изучение влияния гидратации на относительную стабильность таутомеров HMU. Авторы отмечают необходимость учитывать взаимодействие посредством водородных связей (специфическая сольватация) и взаимодействие, обусловленное поляризацией растворенного вещества растворителем (неспецифическая сольватация). Влияние растворителя рассматривалось с использованием различного числа (1-5) молекул воды, расположенных вокруг молекулы HMU и моделирующим, таким образом гидратную оболочку (рис. 1.5).

сн,

СНЯ

Рисунок 1.5 - Четырех- (1) и пятиводная (2) модели гидратной оболочки

HMU

При увеличении числа молекул воды, авторы указывают, что последние сильно отклоняются от плоскости пиримидинового кольца. По результатам квантово-химических расчетов [28] влияние растворителя приводит к уменьшению разницы энергий (до 24.6 кДж/моль) между дикето-таутомером А и менее стабильными енольными формами НМи (табл. 1.2).

Таблица 1.2

Ряды относительной устойчивости (B3LYP/6-311+G(2d,p), COSMO)

таутомеров НМи в рамках используемых моделей сольватации (для ассоциатов

состава НМи:вода = 1:4)

Сольватационная модель АЕ, кДж/моль

А B C D E F

Газовая фаза 0 39.3 57.6 63.5 65.0 102.2

Модель неспецифической сольватации 0 42.0 43.5 46.4 65.0 76.7

Модель специфической сольватации 0 24.6 35.7 45.1 48.5 113.7

Обобщенная модель с учетом сольватации 0 28.9 32.5 45.3 49.2 83.2

Позднее в работе [29] в качестве сольватной оболочки была выбрана пятиводная модель (рис. 1.5). Расчеты проводились для газовой фазы, с учетом неспецифической и специфической сольватаций. Вне зависимости от метода, самой устойчивой таутомерной формой является дикето-форма А (табл. 1.3). Для газовой фазы наблюдается следующий порядок относительной устойчивости таутомеров А > В > Е > С > D > F (рис. 1.1). Учет специфической сольватации приводит также к заметным изменениям в относительных энергиях редких таутомерных форм, так как она учитывает образование водородных связей между молекулой НМи и 5 молекулами воды. За счет ОН-заместителя в пятом положении происходит образование внутримолекулярной водородной связи между заместителем и карбонильным кислородом в четвертом положении, что приводит к увеличению стабильности таутомера D и С ф ~ В > С > Е > F). Наличие гидроксильной группы в пятом положении для модели, учитывающей неспецифическую сольватацию, приводит к большей устойчивости таутомера В (В > D > С > Е > F).

Таблица 1.3

Ряды относительной устойчивости (B3LYP/6-311+G(2d,py)) таутомеров НМи в рамках используемых моделей сольватации (для ассоциатов состава

НМи:вода = 1:5)

Сольватационная АН, кДж/моль

модель А В С D Е F

Газовая фаза 0 35.7 55.1 61.9 52.8 101.2

Модель

неспецифической 0 30.7 38.0 34.3 54.0 85.7

сольватации

Модель специфической сольватации 0 36.0 42.5 35.4 53.6 129.9

Вновь обратим внимание на УФ-спектр водного раствора НМи при различных значениях рН (рис. 1.4). В нейтральной среде (кривые 1-2) наблюдается полоса поглощения с максимумами при 220 и 275 нм, обусловленные л^л* и п^-л* переходами хромофорной группы О=С-С=С-. В щелочной среде (рН = 8.7-11.7) происходит батохромный сдвиг максимума полосы поглощения НМи с 275 до 308 нм (кривые 3-5) [27]. При объяснении этого явления исследователи расходятся во мнении: одни объясняют данное смещение депротонированием молекулы НМи, так как она является слабой трехосновной кислотой [30-32], другие утверждают, что в УФ-спектроскопии такой батохромный сдвиг вызван увеличением длины цепи сопряжения [33].

В работе [34] полосу поглощения 5-фторурацила (5^Ц) в области 290-325 нм, появляющуюся при увеличении рН, связывают именно с диссоциацией (рис. 1.6). При уменьшении рН водного раствора 5^и в интервале 10.2-5.0 наблюдается гипсохромный сдвиг полосы поглощения с 310 нм до 266 нм, свойственный нейтральной дикето-структуре 5^и, что доказывает обратимость процесса диссоциации в водных растворах производных урацила.

о

о

Н1Ч

,А

СГ N ©

ам

-н

I

+н

© ны

о

© N

СУ N Н

гт© 5-Щ

О

©

N

СГ N Н

п© ANЗ

+н

СГ N ©

AN1NЗ

Рисунок 1.6 - Диссоциации 5-фторурацила в щелочной водной среде

Одним из эффективных методов исследования диссоциации молекулы НМи может быть метод, предложенный авторами статей [26, 30, 35]. Согласно этим работам, для определения соотношения анионных форм по азоту N(1) и N(3) и, 5^и и 5-бромурацила (5-ВгЦ) возможно сопоставление спектров поглощения щелочных растворов N(1)- и ^3)-метилзамещенных производных со спектром поглощения щелочного раствора незамещенного производного урацила. Отсюда следует, что УФ-спектры НМи в водных растворах при увеличении рН можно рассматривать как наложение спектров поглощения исходной и анионных форм.

На рис. 1.7 приведены все теоретически возможные анионные формы НМи.

©11 ©

ООО

ЛМГОО5

Рисунок 1.7 - Возможные анионные формы при диссоциации НМи в

щелочной водной среде

В работе [36] квантово-химически установлены ряды относительной устойчивости моноанионных форм НМи в газовой фазе и с учетом растворителя. Без учета эффекта растворителя анион ЛШ значительно стабильнее ЛШ ДО = АG0(N3)-АG0(N1) = 19.54 кДж/моль) и аниона АО5 ДО= АG0(N1)-АG0(О5) = 30.09 кДж/моль). При этом АGgas >> 0, т.е. вероятность образования анионов ЛШ и АО5 без внешних факторов стабилизации этих состояний крайне мала. Растворитель существенно сближает энергии Гиббса анионов. С учетом растворителя ЛШ стабильнее ЛШ на 0.02 кДж/моль, а аниона АО5 на 14 кДж/моль. Причину сильного эффекта среды авторы объясняют тем, что анион ЛШ значительно более полярен, чем ЛШ и

исходный НМи (ц(АШ) = 13.59 D, ц(ЛШ) = 8.48 D, ц(АО5) = 12.36 D, ц(НМи) = 3.45 D). Как результат, энергия гидратации Л№ заметно выше, чем для ЛШ, что приводит к несколько большей стабильности Л№ аниона.

Предполагается, что одним из главных факторов стабилизации анионов и является эффективная делокализация отрицательного заряда по соседним кратным связям (рис. 1.8) [37].

О

HN

Н

Cr' © "N ^Н an1

Рисунок 1.8 - Делокализация отрицательного заряда в AN1- и AN3-

анионах урацила

Для проверки этого предположения были квантово-химически рассчитаны индексы ароматичности (AI) с помощью трех подходов (PDI, FLU, HOMA). Полученные данные свидетельствуют, что для газовой фазы AI(AN1) выше AI(AN3), что согласуется с гипотезой о большой эффективности делокализации отрицательного заряда в AN1 анионе. Методом Гамметта установили, что ОН группа в пятом положении обладающая выраженным (+R)-эффектом, в значительной степени стабилизирует AN3 анион по сравнению с AN1 [37].

Методами ИК- и УФ-спектроскопии установлено, что в растворах с низкой диэлектрической проницаемостью (s) преобладает анион AN1 с большей делокализацией заряда [38, 39]. Так, в щелочной среде вода:диоксан = 0.25:0.75 соотношение анионов Thy составляет AN1:AN3 = 1:3, в то время как в растворе чистой воды (рН = 11) содержится эквимолярное количество анионов AN1 и AN3. Таким же образом, при замене чистой воды на смесь воды и

диметилформамида (Н2О:ДМФА = 1:1), распределение ЛШ:ЛШ меняется от 1:1 к 3:1.

Методом ИК-спектроскопии показано, что при рН > 9.5 в водной среде для и (рКа1 = 9.5) наблюдается увеличение сопряжения делокализации отрицательного заряда у азота N(3), которое авторы объясняют исчезновением полосы валентных колебаний 1239 см-1 (С(5)=С(6)), 1676 см-1 (С(4)=О) и появлением полос поглощения с максимумами 1189; 1290; 1473 и 1567 см-1. А при увеличении температуры до 90 оС наблюдается снижение диэлектрической проницаемости (е) водного раствора от 80.4 до 68.0, при этом повышается содержание аниона ЛШ [39].

о

©

мч

о

о

сАы-

н

н

н

N

сАы-

н

н

н

N

еЛ,

О N

н

н

н

Наиболее изученной в литературе является диссоциация 5^и. Методом УФ-спектроскопии были определены максимумы полос поглощения исходных галогенурацилов и их N(1)- и ^3)-метилпроизводных при рН = 1-14 и рассчитано содержание анионов в воде: ЛШ:ЛШ = 3:2 для 5-хлор (5-СШ), 5-Вги и 5-йодурацилов (5-1и), а в 67-85% растворе диоксана - 1:3 [29, 34]. Согласно расчетам методом (CCSD(T)/6-31+G(d, р) // MP2/6-31+G (d, р)) анион ЛN1 5-FU является более стабильным, чем анион Л№ в газовой фазе и в водном растворе на 10.41 и 5.31 ккал/моль, соответственно [40]. В газовой фазе 2,4-диоксо-таутомер (А) аниона ЛШ является самым стабильным, затем следуют 2-гидрокси-4-оксо таутомер (С) ЛШ (9.12 ккал/моль) и 2-оксо-4-гидрокси таутомер ф) ЛШ (17.60 ккал/моль). С учетом сольватации (четыре молекулы воды), энергетическая разница между самым стабильным анионом АШ таутомеров А и С становится 6.87 ккал/моль. Для аниона АШ таутомера D изменения выражены сильнее: 17.60 и 8.16 ккал/моль.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Петрова, Светлана Федоровна, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Мышкин, В.А. Оксиметилурацил (Очерки экспериментальной фармакологии) / В.А. Мышкин, А.Б. Бакиров. - Уфа. - 2001. - 218 с.

2. Мышкин, В.А. Экспериментальная оценка производных пиримидина на моделях токсического поражения печени: обзор / В.А. Мышкин, Д.А. Еникеев, Д.В. Срублин, А.Р. Гимадиева // Научные обозрения. Медицинские науки. - 2016. - № 3. - С. 88-89.

3. Хромов-Борисов, Н.В. Синтезы и превращения производных пиримидина / Н.В. Хромов-Борисов, Р.С. Карлинская // Журн. общ. химии. - 1956. - Т. 26.- № 6. - С. 1728.

4. Патент Российской Федерации 2000298. 6-Метилурацил-5-аммонийсульфат в качестве исходного соединения для синтеза оксипроизводных 6-метилурацила / Кривоногов В.П., Толстиков Г.А., Муринов Ю.И. и др. -1993. - Бюл. № 33. - 36 с.

5. Мышкин, В.А. Антитоксические свойства производных пиримидина / В.А. Мышкин, Д.А. Еникеев, Р.К. Игбаев // Фундаментальные исследования. Медицинские науки. - 2014. - № 10. - С. 945-950.

6. Мышкин, В.А. Антиоксидантная активность оксиметилурацила / В.А. Мышкин, А.Б. Бакиров, Э.Ф. Репина, Д.О. Каримов, Г.В. Тимашева, Н.Ю. Хуснутдинова, Д.А. Смолянкин // Медицина труда и экология человека. -2015. - № 3. - С. 264-273.

7. Мышкин, В.А. Применение антиоксидантов для повышения резистентности организма к метанолу / В.А. Мышкин, А.Ф. Вакарица, С.А. Башкатов, А.Г. Гизатуллин // Актуальные проблемы физиологии, биохимии и фармакологии функциональных систем. - 1985. - Уфа. - С.36-38.

8. Бакиров, А.Б. Гепатопротекторное действие оксиметилурацила при экспериментальных интоксикациях химическими веществами, обладающими гепатотоксичностью / А.Б. Бакиров, В.А. Мышкин, Э.Ф.

Репина, Г.В. Тимашева // IV Съезд токсикологов России. Сборник трудов. Под редакцией Г.Г.Онищенко и Б.А.Курляндского. - 2013. - С. 85-86.

9. Савлуков, А.И. Коррекция поражений печени 1,3,6-триметил-5-гидроксиурацилом и оксиметилурацилом: автореферат дисс. канд. мед. наук. - Уфа. - 2000. - 22 с.

10. Мирсаев, Т.Р. Гепатопротекторная активность оксиметилурацила: автореферат дисс. канд. мед. наук. - Уфа. - 2002. - 22 с.

11. Мышкин, В.А. Экспериментальная коррекция химических поражений печени производными пиримидина. Эффективность и механизм действия / В.А. Мышкин, А.Б. Бакиров. - Уфа. - 2002. - 150 с.

12. Мышкин, В.А. Токсическая гепатопатия (экспериментальная разработка моделей и методов коррекции) / В.А. Мышкин, А.И. Савлуков, Р.Б. Ибатуллина, Ш.Ф. Фасхутдинов. - Уфа. - 2004. - 119 с.

13. Watson, J.D. Genetical implication of the structure of deoxyribonucleic acid / J.D. Watson, F.H.C. Crick // Nature. - 1953. - V. 171. - № 4361. - P. 964-966.

14. Горбунова, В.Н. Введение в молекулярную диагностику и генотерапию наследственных заболеваний / В.Н. Горбунова, В.С. Баранов. - С.-Пб.: Специальная литература. - 1997. - 261 с.

15. Иванов, С.П. Изучение кето-енольного равновесия некоторых производных урацила в водных растворах: автореферат дисс. канд. хим. наук. - Уфа. -2003. - 22 с.

16. Иванов, С.П. Отнсительная стабильность кето-енольных таутомеров 5-гидрокси-6-метилурацила: неэмпирический расчет / С.П. Иванов, С.Л. Хурсан // Журн. физ. химии. - 2004. - Т. 78. - № 6. - С. 1098-1103.

17. Tsuchiya, Y. Keto-enol tautomer of uracil and thymine / Y. Tsuchiya, T. Tamura, M. Fujii, M. Ito // J. Phys. Chem. - 1988. - V. 92. - № 7. - P. 1760-1765.

18. Иванов, С.П. Структура и сорбционные свойства 5-гидрокси-6-метилурацила / С.П. Иванов, К.А. Лысенко, О.А. Колядина, З.А. Старикова, Ю.И. Муринов // Журн. физ. химии. - 2005. - Т. 79. - № 2. - С. 278-284.

19. Shayakhmetova, R.Kh. Specific intermodular interactions in the supramolecular structure of 5-hydroxy-6-methyluracil: a DFT study of the hydrogen-bonded dimmers / R.Kh. Shayakhmetova, E.M. Khamitov, A.G. Mustafin, S.P. Ivanov, S.L. Khursan // J. Chin. Chem. Soc. - 2017. - V. 64. -P.143-151.

20. Нугуманов, Т.Р. Образование редкой таутомерной формы 5-гидрокси-6-метилурацила при комплексообразовании с хлоридами меди (II) и марганца (II) в щелочной среде / Т.Р. Нугуманов, С.П. Иванов, Р.А. Хисамутдинов, Ю.И. Муринов // Коорд. химия. - 2005. - Т.31. - № 9. - С. 719-720.

21. Cavaliery, L.F. The ultraviolet absorption spectra of pyrimidines and purines / L.F. Cavaliery, A. Bendich // J. Am. Chem. Soc. - 1950. - V. 72. - № 6. - P. 2587-2594.

22. Iza, N. Identification and tautomeric species of uracil by second derivative UV absorption spectroscopy / N. Iza, M. Gil, J. Marcillo // J. Mol. Struct. - 1988. -V. 175. - № 1. - P. 31-36.

23. Jonas, J. Nucleic acid components and their analogues. XII. Electronic absorption spectra of 6-azauracil and related compounds / J. Jonas, J. Gut // Collect. Chechosl. Chem. Commun. - 1961. - V. 26. - № 12. - P. 2155-2163.

24. Katritzky, A.R. Tautomeric azines. Part I. The tautomerism of 1-methyluracil and 5-bromo-1-methyluracil / A.R. Katritzky, A.J. Waring // J. Chem. Soc. - 1962. -№ 5. - P. 1540-1544.

25. Igorashi-Yamamoto, N. Ultraviolet absorption circular dichroism and magnetiic circular dichroism studies of sulfur-containing nucleic acid bases and their nucleosides / N. Igorashi-Yamamoto, A. Tajiri, M. Hatano, S. Shibuya, T. Ueda // Biochim. Biophys. Acta. - 1981. - V. 656. - № 1. - P. 1-15.

26. Nakanishi, K. Ultraviolet spectra of N-geterocyclic systems. I. The anions of uracils / K. Nakanishi, N. Suzuki, F. Yamazaki / Bull. Chem. Soc. Jap. - 1961. -V. 34. - P. 53-57.

27. Иванов, С.П. Изучение взаимодействия водных растворов урацила, тимина, 6-метилурацила и 5-гидрокси-6-метитурацила с гидроксидом натрия методами УФ-спектроскопии и рН-метрии / С.П. Иванов, Ю.И. Муринов // Башк. хим. ж. - 2006. - Т. 13. - № 1. - С. 22-35.

28. Даутова, И.Ф. Влияние гидратации на стабильность кето-енольных таутомеров 5-гидрокси-6-метилурацила / И.Ф. Даутова, С.П. Иванов, С.Л. Хурсан // Журн. структ. химии. - 2009. - Т. 50. - № 6. - С. 1155-1165.

29. Lukmanov, T. Relative stability of keto-enol tautomers in 5,6-substituted uracils: An initio, DFT and PCM study / T. Lukmanov, S.P. Ivanov, E.M. Khamitov, S.L. Khursan // J. Comput. Teor. Chem. - 2013. - V. 1023. - Р. 38-45.

30. Wempen, I. Spectrophotometry studies of nucleic acid derivatives and related compounds. VI. On the structure of certain 5- and 6-halogenouuracils and -cytosines / I. Wempen, J.J. Fox // J. Am. Chem. Soc. - 1964. - V. 86. - № 2474.- P. 2474-2477.

31. Иоффе, Б.В. Физические методы определения строения органических соединений. Учебн. Пособие. / Б.В. Иоффе, Р.Р. Костиков, В.В. Разин. -Москва: Высш. шк. - 1984. - 336 с.

32. Stimson, M.M. The ultraviolet absorbtion spectra of some pyrimidines. Chemical structure and the effect of pH on the position Xmax / M.M. Stimson // J. Am. Chem. Soc. - 1949. - V. 71. - № 4. - P. 1470-1474.

33. Миронов, В.А. Спектроскопия в органической химии. / В.А. Миронов, С.А. Янковский. - Москва: Мир. - 1985. - 230 c.

34. Shah, A. Photochemistry and electrochemistry of anticancer uracils / A. Shah, E. Nosheen, F. Zafar, S. Noman Uddin, D.D. Dionysiou, A. Badshah, Zia-Ur-Rehman, G.S. Khan // J. Photochem. Photobiol. - 2012. - V. 117. - P. 269-277.

35. Wierzchowski, K.L. Infrared and ultraviolet studies on the tautomeric equilibria in aqueous medium between monoanionic species of uracil, thymine, 5-fluorouracil, and other 2,4 - diketopyrimidines / K.L. Wierzchowski, E. Litonska, D. Shugar // J. Am. Chem. Soc. - 1965. - V. 87. - № 20. - P. 4621-4629.

36. Ilyina, M.G. Controlled stabilization of anionic forms of the uracil derivatives: A DFT study / M.G. Ilyina, E.M. Khamitov, A.G. Mustafin, S.L. Khursan // J. Mol. Graphics Modell. - 2018. -V. 79. - P. 65-71.

37. Ilyina, M.G. Anions of uracils: N1 or N3? That is the question / M.G. Ilyina, E.M. Khamitov, S.P. Ivanov, A.G. Mustafin, S.L. Khursan // J. Comput. Theor. Chem. - 2016. - V. 1078. - P. 81-87.

38. Lippert, B. Uracil and thymine monoanions in solution: differentiation of tautomers by laser Raman spectroscopy / B. Lippert // J. Raman spectrosc. -1979. - V. 8. - № 5. - P. 274-278.

39. Billinghurst, B.E. pH-Dependent UV resonance Raman spectra of cytosine and uracil / B.E. Billinghurst, S.A. Oladepo, G.R. Loppnow // J. Phys. Chem. B. -2009. - V. 113. - P. 7392-7397.

40. Markova, N. Tautomeric equilibria of 5-flourouracil anionic species in waters / N. Markova, V. Enchev, G. Ivanova // J. Phys. Chem. - 2010. - V. 114. - P. 13154-13162.

41. Abdrakhimova, G.S. 5-Fluorouracil solutions: NMR study of acid-base equilibrium in water and DMSO / G.S. Abdrakhimova, M.Yu. Ovchinnikov, A.N. Lobov, L.V. Spirikhin, S.P. Ivanov, S.L. Khursan // J. Phys. Org. Chem. - 2014.-V. 27. - № 11. - P. 876-883.

42. Abdrakhimova, G.S. 5-Chlorouracil and 5-bromouracil acid-base equilibrium study in water and DMSO by NMR spectroscopy/ G.S. Abdrakhimova, M.Yu. Ovchinnikov, A.N. Lobov, L.V. Spirikhin, S.L. Khursan, S.P. Ivanov // J. Mol. Struct. - 2018. - V. 1158. - P. 51-56.

43. Иванов, С.П. Кето-енольная таутомерия и процессы ионизации в водных растворах 5-гидрокси-6-метилурацила / С.П. Иванов, И.Г. Конкина, Р.К. Гайфутдинова, Ю.И. Муринов // Башк. хим. ж. - 2000. - Т. 7. - № 3. - С. 29-33.

44. Taqui Khan, M.M. Termodynamic quantities associated with interaction of thymine, uracil, cytosine, adenine and hypoxanthine with metals ions / M.M.

Taqui Khan, S. Satyanarayana, M.S. Jioti, C.A. Lincoln // Indian J. Chem. -1983. - V. 22. - № 5. - P. 357-363.

45. Jonas, J. Nucleic acid components and their analogues. XVI. Dissociation constants of uracil, 6-azauracil and related compounds / J. Jonas, J. Gut // Collect. Chechosl. Chem. Commun. - 1962. - V. 27. - № 3. - P. 716-723.

46. Levene, P.A. The ionization of pyrimidines in relation to the structure of pyrimidine nucleosides / P.A. Levene, L.W. Bass, H.S. Simms // J. Biol. Chem. -1926. - V. 70. - P. 229-241.

47. Wittenberg, E. Untersuchung der Tautomer von Thymin und sein Alkylderivaten mit Hilfe von UV-Spectren / E. Wittenberg // Cheische Berichte. - 1966. - V. 99. - № 7. - P. 2391-2398.

48. Srivastava, R.C. Formation, stability and thermodynamic functions of beryllium (II) and mercury (II) complexes of uracil and thymine / R.C. Srivastava, M.N. Srivastava // J. Inorg. Nucl. Chem. - 1978. - V. 40. - P. 1442-1444.

49. Гуковская, А.С. Спектрометрическое изучение протонирования и депротонирования тимина, урацила и его 5-галогенопроизводных / А.С. Гуковская, Б.И. Сухоруков, Т.М. Прокопьева, В.Л. Антоновский // Изв. АН СССР, Сер. Хим. - 1972. - № 12. - С. 2682-2688.

50. Privat, E.J. A proposed mechanism for the mutagenicity of 5-formyluracil / E.J. Privat, L.C. Sowers // Mutat. Res. - 1996. - V. 354. - P. 151-156.

51. Amorati, R. Base - promoted reaction of 5-hydroxyuracil derivatives with peroxyl radicals / R. Amorati, L. Valgimigli, G.F. Pedulli, S.A. Grabovskiy, N.N. Kabalnova, C. Chatgilialoglu // Org. Lett. - 2010. - V. 12. - № 18. - P. 4130-4133.

52. Albert, A. Ionization constants of heterocyclic substances. Part II. Hydroxy derivatives of nitrogenous six-membered ring compound / A. Albert, J.N. Phillips // J. Chem. Soc. - 1956. - V. 0. - P. 1294.

53. Giese, B. Surface-enhanced Raman spectroscopic study of uracil. The influence of the surface substrate, surface potential, and pH / B. Giese, D. McNaughton // J. Phys. Chem. B. - 2002. - V. 106. - P. 1461-1470.

54. Ilich, P. Molecular vibrations of solvated uracil. Ab initio reaction field calculations and experiment / P. I lich, C.F. Hemann, R. Hille / J. Phys. Chem. B.- 1997. - V. 101. - P. 10923-10938.

55. Matsui, T. A simple scheme for estimating the pKa values of 5-substituted uracils/ T. Matsui, A. Oshiyama, Y. Shigeta // Chemical Physics Letter. - 2011. -V. 502. - Р. 248-252.

56. Ilyina, M.G. Theoretical models for quantitative description of the acid-base equilibria of the 5,6-substituted uracils / M.G. Ilyina, E.M. Khamitov, S.P. Ivanov, A.G. Mustafin, S.L. Khursan // J. Phys. Chem. A. - 2018. - V. 122. - №. 1. - P. 341-349.

57. Valuev-Elliston, V.T. 1-[2- (2-Benzoyl- and 2-benzylphenoxy)ethyl]uracils as potent anti-HIV-1 agents / V.T. Valuev-Elliston, K. Temburnikar, G.V. Gurskaya, S.N. Kochetkov, M.S. Novikov, O.N. Ivanova, A.V. Ivanov, A.A. Ozerov, C. Pannecouque, J. Balzarini, K.L. Seley-Radtke // Bioorg. Med. Chem.-2011. - V. 19. - P. 5794-5802.

58. Zhou, J. A Short Synthesis of 1-vinyluracil and 1-vinylthymine / J. Zhou, P.B. Shevlin // Synth. Comm. - 1997. - V. 27. - P. 3591-3597.

59. Kametani, T. Studies on the synthesis of chemotherapeutics. I. Synthesis of 1-(2-tetrahydrofuryl)-5-fluorouracil [Ftorafur] (studies on the synthesis of heterocyclic compounds) / T. Kametani, K. Kigasawa, M. Hiiragi [et al.] // J. Heterocycl. Chem. - 1977. - № 14. - P. 473-475.

60. Gambacorta, F. HSAB-driven chemoselective N1-alkylation of pyrimidine bases and their 4-methoxe- or 4-acetylamino-derivatives / F. Gambacorta, D. Tofani, V.A. Loreto [et al.] // Tetrahedron. - 2006. - V. 62. - P. 6848-6854.

61. Geneste, H. Synthesis and SAR oh highly potent and selective dopamine D3-receptor antagonists: 1H-pyrimidine-2-one derivatives / H. Geneste, G.

Backfisch, W. Braje, J. Delzer, A. Haupt, C.W. Hutchins, L.L. King, A. Kling, H.J. Teschendorf, L. Unger, W. Wernet // Bioorg. Med. Chem. Lett. - 2006. - V. 16. - P. 490-494.

62. Prachayasittikul, S. Synthesis of ^-substituted 5-iodouracils as antimicrobial and anticancer agents / S. Prachayasittikul, N. Sornsongkhram, R. Pingaew, A. Worachartcheewan, V. Prachayasittikul, S. Ruchirawat // Molecules. - 2009. - V. 14. - P. 2768-2779.

63. Фаттахов А.Х. Синтез и исследование таутомерных и кислотно-основных превращений биологически активных С(5)-, N(1)-, ^3)-замещенных производных урацила: автореф. дис^ канд. хим. наук. - Уфа. - 2011. - 25 с.

64. Azas, N. Antiparasitic activity of highly conjugated pyrimidine-2,4-dione derivatives / N. Azas, P. Rathelot, S. Djekou [et al.] // Farmaco. - 2003. - V. 58.- P. 1263-1270.

65. Буранбаева, Р.С. Анализ продуктов метилирования 5-фторурацила диметилсульфатом в водных щелочных растворах методами ВЭЖХ и ЯМР-спетроскопии / Р.С. Буранбаева, А.Н. Лобов, С.А. Грабовский, С.П.Иванов // Вестник Башкира. ун-та. - 2017. - Т. 22. - № 1. - С. 48-51.

66. Кривоногов, В.П. Синтез и иммунотропная активность производных пиримидина / В.П. Кривоногов Г.А. Толстиков, Ю.И. Муринов, Ф.С. Зарудий, Д.Н. Лазарева, А.Ф. Исмагилова, С.С. Волкова, Г.М. Сахаутдинова, Л.В. Спирихин, И.Б. Абдрахманов, И.И. Кривоногова // Хим.-фарм. журн. - 1997. - Т. 31. - № 6. - С.23-27.

67. Кривоногов, В.П. Алкилирование производных пиримидина этиленхлоргидрином / В.П. Кривоногов, В.А. Мышкин, Г.Г. Козлова, Ю.Н. Чернышенко, А.И. Савлуков, В.В. Плечев, Р.Б. Ибатуллина, И.Б. Абдрахманов, Л.В. Спирихин // Журн. орг. химии. - 2006. - Т. 42. - № 11. -С. 1723-1726.

68. Nugumanov, T.R. Oxidation of 5-hydroxy-6-methyluracil to 5,5,6- trihydroxy-6-methylpyrimidine-2,4-dione with molecular oxygen / T.R. Nugumanov, S.P.

Ivanov, Z.A. Starikova, Y.I. Murinov // Mend. Commun. - 2008. - V. 18. - P. 223-224.

69. Нугуманов, Т.Р. Гомогенное окисление 5-гидрокси-6-метилурацила молекулярным кислородом в водных растворах / Т.Р. Нугуманов, С.П. Иванов, А.А. Насыров, Р.К. Гайфутдинова, Ю.И. Муринов // Башк. хим. ж. -2007. - Т. 14. - № 1. - С. 48-50.

70. Муринов, Ю.И. Экспериментальное и квантово-химическое изучение механизма окисления 5-гидрокси-6-метилурацила молекулярным кислородом в присутствии ионов меди (II) / Ю.И. Муринов, Т.Р. Нугуманов, С.П. Иванов, М.Е. Клецкий, И.Ф. Камалетдинов, В.И. Минкин // Химия гетероцикл. соединений. - 2009. - № 4. - С. 586-593.

71. Нугуманов, Т.Р. Окисление 5-гидрокси-6-метилурацила молекулярным кислородом в присутствии хлорида меди (II) в водных растворах / Т.Р. Нугуманов, А.В. Антипин, С.А. Грабовский, Н.Н. Кабальнова, Ю.И. Муринов // Журн. общ. химии. - 2011. - Т. 81. - № 7. - С. 43-44.

72. Grabovskiy, S.A. 5-Hydroxy-6-methyluracil, an efficient scavenger of peroxyl radical in water / S.A. Grabovskiy, A.R. Abdrakhmanova, Y.I. Murinov, N.N. Kabalnova // Current Org. Chem. - 2009. - V. 13. - № 17. - P. 1733-1736.

73. Нугуманов, Т.Р. Сравнительная реакционная способность 5-гидрокси-6-метилурацила и 6-метилурацила в реакции с гидроксильными радикалами, генерированными реактивом Фентона / Т.Р. Нугуманов, С.П. Иванов, С.А. Грабовский, Н.Н. Кабальнова, Ю.И. Муринов // Тезисы докладов Всероссийской научной конференции: Химическая кинетика окислительных процессов. Окисление и антиокислительная стабилизация. - 2009. - Уфа. -С. 119-120.

74. Закирьянова О.В. Взаимодействие 5-аминоурацила с молекулярным кислородом в водных растворах в присутствии меди (II): автореферат дисс. канд. хим. наук. - Уфа. - 2011. - 22 с.

75. Рассадкин, Ю.П. Вода обыкновенная и необыкновенная / Ю.П. Рассадкин. -Москва: Галерея СТО. - 2008. - 840 с.

76. Гудков, С.В. Образование перекиси водорода в воде при воздействии видимого света / С.В. Гудков, B.C. Смирнова, В.И. Брусков // Вода: Химия и экология. - 2010. - № 8. - С. 40-45.

77. Andrukhiv, A. Opening mitoKATP increases superoxide generation from complex I of the electron transport chain / A. Andrukhiv, A.D. Costa, I.C. West, K.D. Garlid// Am. J. Physiol. Heart Circ Physiol. - 2006. - V. 291. - № 5. - P. H2067-H2074.

78. Беловолова, Л.В. Влияние растворенных газов на сильно разбавленные водные среды / Л.В. Беловолова, М.В. Глушков, Е.А. Виноградов // Биофизика. - 2014. - Т. 59. - № 4. - С. 641-648.

79. Брусков, В.И. Активация восстановительных свойств анионов морской воды под действием тепла. / В.И. Брусков, А.В. Черников, С.В. Гудков, Ж.К. Масалимов // Биофизика. - 2003. - Т. 48. - № 6. - С. 1022-1029.

80. Grossweiner, L.I. Photochemical production of the solvated electron in ethanol / L.I. Grossweiner, E.F. Zwicker, G.W. Swenson // Science. - 1963. - V. 141. - P. 1180-1963.

81. Krocc, А.И. Электрон-радикальная диссоциация и механизм активации воды/ А.И. Krocc // Докл. АН CCCP. - 1988. - Т. 303. - № 6. - С. 1403-1407.

82. Haapakka, K.E. Electrogenerated chemiluminescence of lucigenin in aqueous alkaline solutions at a platinum electrode / K.E. Haapakka, J.J. Kankare // Anal. Chim. Acta. - 1981. - V. 130. - P. 415.

83. Вершаль, В.В. Исследование разложения пероксида водорода в щелочной среде и его влияние на отбелку лигноцеллюлозы и гомогенное окисление лигнина / В.В. Вершаль, Е.Н. Медведева, Н.А. Рыбальченко, В.А. Бабкин // Химия растительного сырья. - 1998. - № 1. - С. 45-50.

84. Решетняк, А.В. Роль молекулярного кислорода и его активных форм в генерировании электрохемилюминесценции / А.В. Решетняк, Е.П.

Ковальчук, Е. Блажейовски // Электрохимия. - 2011. - Т. 47. - № 10. - С. 1191-1199.

85. Максимов, И.В. Про/антиоксидантная система и устойчивость растений к патогенам / И.В. Максимов, Е.А. Черепанова // Успехи современной биологии. - 2006. - Т. 126. - С. 250-261.

86. Кочетков, Н.К. Органическая химия нуклеиновых кислот / Н.К. Кочетков, Э.И. Будовский, Е.Д. Свердлов, Н.А. Симукова, М.Ф. Турчинский, В.Н. Шибаев. - Москва: Химия. - 1970. - 718 с.

87. Garrett, E.R. Kinetics and Mechanisms of hydrolysis of 5-halouracils / E.R. Garrett, H.J. Nestler, A. Somodi // J. Org. Chem. - 1968. - V. 33. - № 9. -P.3460-3468.

88. Wang, S.Y. Chemistry of pyrimidines. II. The conversion of 5-bromo- to 5-hydroxyuracils / S.Y. Wang // J. Am. Chem. Soc. - 1959. - V.81. - P. 3786-3789.

89. Otter, B.A. Nucleosides. LII. Transformations of pyrimidine nucleosides in alkaline media. I. The conversion of 5-halogenoarabinosyluracils into imidazoline nucleosides / B.A. Otter, E.A. Falco, J.J. Fox //J. Org. Chem. - 1968. - V. 33. - № 9. - P. 3593-3600.

90. Otter, B.A. Nucleosides. LXI. Transformations of pyrimidine nucleosides in alkaline media. IV. The conversion of 5-hydroxyuridines into imidazoline nucleosides / B.A. Otter, E.A. Falco, J.J. Fox // J. Org. Chem. - 1969. - V. 34. -№ 9. - P. 2636-2642.

91. Sander, E.G. The alkaline hydrolysis of the dihydropyrimidines / E.G. Sander // J. Am. Chem. Soc. - 1969. - V. 91. - № 13. - P. 3629-3634.

92. Khan, M.N. Kinetics and mechanism of base catalysed hydrolysis of barbituric acid / M.N. Khan, A.A. Khan // J.C.S. Perkin II. - 1976. - P. 1009-1014.

93. Хейдоров, В.П. Кинетика реакции метилурацила с гипохлоритом натрия / В.П. Хейдоров, Ю.А. Ершов, О А. Зябкина // Журн. физ. химии. - 2003. -Т.77. - № 4. - С. 648-651.

94. Иванов, С.П. Изменения в пиримидиновом кольце при взаимодействии 5-гидрокси-6-метилурацила с гидроксидом натрия / С.П. Иванов, И.Г. Конкина, И.П. Байкова, Л.В. Спирихин, Ю.И. Муринов // Химия гетероцикл. соединений. - 2002. - №. 11. - С. 1609.

95. Иванов, С.П. Экспресс-метод определения содержания примеси 6-метилурацила в 5-гидрокси-6-метилурациле / С.П. Иванов, Т.Р. Нугуманов, Ю.И. Муринов // Башк. хим. ж. - 2007. - Т. 14. - № 1. - С. 42-44.

96. Frisch M.J., G.W.T., Schlegel H.B., Scuseria G.E., Robb M.A., Cheeseman J.R., Scalmani G., Barone V., Mennucci B., Petersson G.A., Nakatsuji H., Caricato M., Li X., Hratchian H.P., Izmaylov A.F., Bloino J., Zheng G., Sonnenberg J.L., Hada M., Ehara M., Toyota K., Fukuda R., Hasegawa J., Ishida M., Nakajima T., Honda Y., Kitao O., Nakai H., Vreven T., Montgomery J.A., Jr., Peralta J.E., Ogliaro F., Bearpark M., Heyd J.J., Brothers E., Kudin K.N., Staroverov V.N., Keith T., Kobayashi R., Normand J., Raghavachari K., A.R., Burant J.C., Iyengar S.S., Tomasi J., Cossi M., Rega N., Millam J.M., Klene M., Knox J.E., Cross J.B., Bakken V., Adamo C., Jaramillo J., Gomperts R., Stratmann R.E., Yazyev O., Austin A.J., Cammi R., Pomelli C., Ochterski J.W., Martin R.L., Morokuma K., Zakrzewski V.G., Voth G.A., Salvador P., Dannenberg J.J., Dapprich S., Daniels A.D., Farkas O., Foresman J.B., Ortiz J.V., Cioslowski J., Fox D.J., Gaussian 09, in: G. Inc. (Ed.), 2010.

97. Grigoriy A. Zhurko., D.A.Z., Chemcraft.

98. Tao, J. Climbing the Density Functional Ladder: Nonempirical Meta-Generalized Gradient Approximation Designed for Molecules and Solids / J. Tao, J.P. Perdew, V.N. Staroverov, G.E. Scuseria // Phys. Rev. Lett. - 2003. - V. 91. - № 14. - P. 146401.

99. Raghavachari, K. Self-consistent molecular orbital methods. XX. A basis set for correlated wave functions / K. Raghavachari, J.S. Binkley, R. Seeger, J. A. Pople // J. Chem. Phys. - 1980. - V. 72. - № 1. - P. 650-654.

100. McLean, A.D. Contracted Gaussian basis sets for molecular calculations. I. Second row atoms, Z=11-18 / A.D. McLean, G.S. Chandler // J. Chem. Phys. -1980. - V. 72. - № 10. - P. 5639-5648.

101. Tomasi, J. Quantum Mechanical Continuum Solvation Models / J. Tomasi, B. Mennucci, R. Cammi // Chem. Rev. - 2005 . - V. 105. - № 8. - P. 2999-3094.

102. Floris, F. Evaluation of the dispersion contribution to the solvation energy. A simple computational model in the continuum approximation / F. Floris, J. Tomasi// J. Comp. Chem. - 1989. - V. 10. - № 5. - P. 616-627.

103. Floris, F.M. Dispersion and repulsion contributions to the solvation energy: Refinements to a simple computational model in the continuum approximation / F.M. Floris, J. Tomasi, J.L.P. Ahuir // J. Comp. Chem. - 1991. - V. 12. - № 7. -P. 784-791.

104. Pierotti, R.A. A scaled particle theory of aqueous and nonaqueous solutions / R.A. Pierotti // Chem. Rev. - 1976. - V. 76. - № 6. - P. 717-726.

105. Keith, T.A. Calculation of magnetic response properties using atoms in molecules / T.A. Keith, R.F.W. Bader // Chem. Phys Lett. - 1992. - V. 194. - № 1-2. - P. 1-8.

106. Keith, T.A. Calculation of magnetic response properties using a continuous set of gauge transformations / T.A. Keith, R.F.W. Bader // Chem. Phys. Lett. - 1993. - V. 210. - № 1-3. - P. 223-231.

107. Cheeseman, J.R. A comparison of models for calculating nuclear magnetic resonance shielding tensors / J.R. Cheeseman, G.W. Trucks, T.A. Keith, M.J. Frisch // J. Chem. Phys. - 1996. - V. 104. - № 14. - P. 5497-5509.

108. Doddrell, D.M. Distortionless enhancement of NMR signals by polarization transfer / D.M. Doddrell, D.T. Pegg, M.R. Bendall // J. Magn. Reson. - 1982. - V. 48. - № 15. - P. 323-327.

109. Эмануэль, Н. М. Цепные реакции окисления углеводородов в жидкой фазе / Н.М. Эмануэль, Е.Т. Денисов, З.К. Майзус. - Москва: Наука. - 1965. - 369 с.

110. Эмануэль, Н.М. Окисление этилбензола / Н.М. Эмануэль, Д. Галл. -Москва: Наука. - 1984. - 376 с.

111. Дарманян, А.П. Фотофизика природного антиоксиданта кверцетина и механизм его взаимодействия с синглетным кислородом / А.П. Дарманян, О.Т. Касаикина, Н.П. Храмеева // Хим. физика. - 1987. - Т. 6. - № 8. - С. 1083-1092.

112. Breitmaier, E. Carbon-13 NMR Spectroscopy / E. Breitmaier, W. Voelter. -VCH, Weinheim. - 1986.- Pp. 226.

113. Gustavsson, T. Singlet excited-state behavior of uracil and thymine in aqueous solution: a combined experimental and computational study of 11 uracil derivatives / T. Gustavsson, A. Banyasz, E. Lazzarotto, D. Markovitsi, G. Scalmani, M.J. Frisch, V. Barone, R. Improta // J. Am. Chem. Soc. - 2006. - V. 128. - № 2. - P. 607-619.

114. Daniels, M. Tautomerism of Uracil and Thymine in Aqueous Solution: Spectroscopic Evidence // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1972. - V. 69. - № 9. -P. 2488-2491.

115. Morsy, M.A. Fluorescence of Thymine Tautomers at Room Temperature in Aqueous Solutions / M.A. Morsy, A.M. Al-Somali, A. Suwaiyan // J. Phys. Chem. B. - 1999. - V.103. - № 50. - P. 11205-11210.

116. Morgan, J.P. Polarization Excitation Spectrum of Thymine Fluorescence in Neutral Aqueous Solution At ~300K. Evidence for an nE* Transition / J.P. Morgan, M. Daniels / J. Phys. Chem. - 1982. - V. 86. - № 20. -P. 4004-4007.

117. Tatischeff, I .Influence of the environment on the excitation wavelength dependence of the fluorescence quantum yield of indole / I. Tatischeff, R. Klein // Photochem. photobiol. -1975. - V. 22. - № 6. - P. 221-229.

118. Паркер, С. Фотолюминесценция растворов / Паркер, С. - Москва: Мир. -1972. - 510 с.

119. Кривоногов, В.П. Синтез 5-алкил-1,3-бис[2-гидрокси-3-(6-метил-2,4-диоксо-1,2,3,4-тетрагидро-3-пиримидинил)пропил]-6-метил-1,2,3,4-тетрагидро-2,4-пиримидиндионов / В.П. Кривоногов, Г.Г. Козлова, Е.А. Белая, Г.А. Сивкова, Л.В. Спирихин, И.Б. Абдрахманов, В.В. Плечев // Журн. орган. химии. - 2004. - Т. 40. - № 3. - С. 444-447.

120. Преч, Э. Определение строения органических соединений: таблицы спектральных данных / Э. Преч, Ф. Бюльманн, К.Аффольтер. - Москва: Мир; БИНОМ. Лаборатория знаний. - 2006. - 103 с.

121. Ионин, Б.И. ЯМР-спектроскопия в органической химии / Б.И. Ионин, Б.А. Ершов, А.И. Кольцов. - Ленинград: Химия. - 1983. - 272 с.