Газофазні кислотно-лужні властивості молекулярного гіпоксантину

Abstract

Напівемпіричним квантовохімічним методом AMI в режимі оптимізації всіх структур­них параметрів розраховано енергію протонування єкзоциклічного атома кисню карбо­нільної групи та ендоциклічних атомів азоту, зв'язаних з атомами водню, а також енер­гію депротонування всіх NH- і СН-груп двох енергетично найвигідніших молекулярних таутомеріє гіпоксантину (Hyp) N9H і N7H у вільному стані. Встановлено, що найімо­вірнішим місцем протонування Hyp є ендоциклічний атом азоту імідазольного кільця, не зв'язаний з атомами водню; при цьому «амідна» група H1N1C606 Hyp має кращі як протонодонорні, так і протоноакцепторні властивості, ніж «амідні» групи H3N3C404, H3N3C202 урацилу та H1N1C606, H1N1C202 ксантину. Запропоновано найбільш віро­гідні схеми взаємодії Hyp з електрично нейтральною і депротонованою карбоксильною групою за допомогою двох циклічних Н-зв'язків, які повністю узгоджуються з експе­риментальними результатами (М. В. Желтовський та ін., 1993).

Полуэмпирическим квантовохимическим методом AMl в режиме оптимизации всех структурных параметров рассчитана энергия протонировання экзоциклического атома кислорода карбонильной группы и эндоциклических атомов азота, не связанных с атомом водорода, а также энергия депротонирования всех NH- и СН-групп для двух энергетически наиболее выгодных таутомеров молекулярного гипоксантина (Hyp) ?9? и ?7? в свободном состоянии. Установлено, что наиболее предпочтительным местом протонирования Hyp является эндоциклический атом азота имидазольного кольца, не связанный с атомом водорода; при этом «амидная» группа H1N1C606 Hyp обладает лучшими как протонодонорными, так и протоноакцепторпыми свойствами по сравнению с «амндными» группами H3N3C404, H3N3C202 урадила и Н1N1С606, H1N1C202 ксантина. Предложены наиболее вероятные схемы взаимодействия Hyp с электрически нейтральной и депротонированной карбоксильной группой при помощи двух циклических H-связей, которые полностью согласуются с экспериментальными результатами (Н. В. Желтовский и др., 1993).

By means of semiempirical quantum mechanical AMI method with full parameters optimization there were calculated the energies of protonation of exocyclic oxygen atom of «carbonyi group and of endocyclic proton free nitrogen atoms as well as energy of depro-Uonation NH- and CH-groups for two energetically prevalent hypoxanthine's (Hyp) tau-tomers N7H and N9H in vacuum. It was established, that endocyclic proton free nitrogen atom of imidazole ring is the most probable site of protonation; «amide» group H1N1C606 of Hyp has the better protonodonor and protonoacceptor properties than the «amide» groups H3N3C404, H3N3C202 of uracile and H1N1C606, H1N1C2O2 of xanthine. The most probable schemes for Hyp interaction through two cyclic H-bonds with neutral and deprotonated carboxylic group are proposed; they are in agree with experimental results (N. V. Zheltovsky et al., 1993).