Изучение кето-енольного равновесия некоторых производных урацила в водных растворах тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Кето-енольная таутомерия и спонтанные мутации

1.2. Исследование кето-енольной таутомерии производных урацила

1.2.1. Газовая фаза

1.2.2. Твердая фаза

1.2.2.1. ИК-спектроскопия

1.2.2.2. Рентгеноструктурный анализ

1.2.3. Растворы

1.2.3.1. УФ-спектроскопия

1.2.3.2. ЯМР-спектроскопия

1.3. Константы ионизации производных урацила в водных растворах

1.4. Определение константы кето-енольного равновесия производных урацила в водной среде

ГЛАВА II. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Используемые реагенты

2.2. Квантово-химические расчеты

2.3. ИК-спектроскопия

2.4. Рентгеноструктурный анализ

2.5. УФ-спектроскопия

2.6. ЯМР-спектроскопия

2.7. Определение константы кето-енольного равновесия (Кт) производных урацила

2.8. Определение константы ионизации урацила, 6-метилурацила и 5-гидрокси-6-метилурацила в водных растворах

ГЛАВА III. ИЗУЧЕНИЕ КЕТО-ЕНОЛЬНОИ ТАУТОМЕРИИ

ПРОИЗВОДНЫХ УРАЦИЛА

3.1. Газовая фаза

3.2. Твердая фаза

3.3. Исследование кето-енольнойтаутомерии 5-гидрокси-6-метилурацила, урацила, тимина и 6-метилурацила в водных растворах

ГЛАВА IV. ТЕРМОДИНАМИКА КЕТО-ЕНОЛЬНОГО РАВНОВЕСИЯ ПРОИЗВОДНЫХ УРАЦИЛА

4.1. Расчет константы кето-енольного равновесия 5-гидрокси-6-метилурацила, урацила, тимина и 6-метилурацила в водных растворах

4.2. Термодинамика кето-енольных перегруппировок производных урацила в водных растворах

ГЛАВА V. САМООРГАНИЗАЦИЯ МОЛЕКУЛ 5-ГИДРОКСИ-6-МЕТИЛ-УРАЦИЛА ИЗ НАСЫЩЕННЫХ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ С РАЗЛИЧНЫМ РН

ВЫВОДЫ

Актуальность работы. Интерес к проблеме таутомерии азотистых оснований нуклеиновых кислот с каждым годом возрастает. Он обусловлен вероятностью участия редких изомерных форм последних в образовании "неправильно" спаренных оснований при репликации ДНК.

Однако многочисленные исследования кето-енольной таутомерии пиримидиновых оснований нуклеиновых кислот урацила, тимина а также их производных не позволяют однозначно определить в какой форме находится то или другое основание в водных растворах.

Имеющиеся в литературе значения констант кето-енольного равновесия некоторых производных урацила, определенные в 60-70-х годах XX столетия, на наш взгляд, требуют уточнения, в связи с отсутствием экспериментально обоснованного механизма таутомерных превращений урацила, а также его производных в водных растворах.

Поэтому изучение кето-енольной таутомерии производных урацила в газовой и твердой фазах, в водном растворе, установление механизма кето-енольных перегруппировок, определение термодинамических характеристик этого процесса являются актуальными.

Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ИОХ УНЦ РАН по теме: "Комплексообразование и сольватация низкомолекулярных биорегуляторов с d- и f-металлами и фармаконами" (номер государственной регистрации 01.9.400009079) в рамках РГНТП "Фундаментальные проблемы общей и технической химии".

Цель работы.

1. Изучение механизма таутомерных превращений производных урацила в водных растворах.

2. Определение термодинамических характеристик кето-енольного равновесия производных урацила в водной среде.

Научная новизна. Показано влияние рН на кето-енольное равновесие производных урацила в водных растворах. Установлены структуры енольных форм 5- и 6- метил и 5-гидрокси-6-метилзамещенных урацилов. Предложен механизм кето-енольных перегруппировок урацилов в водной среде и метод определения констант кето-енольного равновесия (Кт) производных урацила в водных растворах с учетом рН раствора. Методом РСА изучено влияние рН на самосборку 5-гидрокси-6-метилурацила из насыщенных водных растворов.

Практическая ценность. Предложенный метод определения Кт может быть использован для расчета констант кето-енольного равновесия 5- и 6-замещенных производных урацила и некоторых других классов органических соединений.

На защиту выносятся:

1. Механизм кето-енольных перегруппировок производных урацила в водных растворах.

2. Метод определения констант кето-енольного равновесия урацила и его производных в водных растворах.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены и обсуждены на XV уральской конференции по спектроскопии (Заречный, 2001), на научной конференции "Молодые ученые Волго-Уральского региона на рубеже веков" (Уфа, 2001), на конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 40-летию химического факультета (Уфа, 2002), на XL Международной научной студенческой конференции "Студент и научно-технический прогресс" (Новосибирск, 2002), на II Международном симпозиуме "Молекулярный дизайн и синтез супрамолекулярных архитектур" (Казань, 2002).

Публикации. По результатам исследований опубликованы 3 статьи и тезисы 5 докладов. 7

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, посвященного кето-енольной таутомерии производных урацила, описания объектов и методов исследования, результатов исследований и их обсуждения, заключения, выводов и списка использованной литературы.

ВЫВОДЫ

1. На основании данных квантово-химических расчетов без учета влияния растворителя получен ряд устойчивости таутомеров 5-гидрокси-6-метилурацила. Показано, что наиболее устойчивой формой является дикето-таутомер.

2. Методами ИК-спектроскопии и рентгеноструктурным анализом установлено, что дикето-таутомер оксиметилурацила является единственной таутомерной формой в твердой фазе.

3. Методами УФ-, ИК- и ЯМР 13С спектроскопии впервые установлена структура енольных таутомеров урацила, тимина, 6-метилурацила и оксиметилурацила, образующихся в основной водной среде при рН 7-11.

4. На основании данных УФ- и ЯМР 13С спектроскопии предложен механизм ионизации производных урацила в водных растворах. Енольный таутомер является промежуточным соединением при образовании аниона.

5. Методом рН-метрического титрования определены константа и термодинамические характеристики ионизации оксиметилурацила в водной среде.

6. Предложен метод расчета констант кето-енольного равновесия производных урацила в водных растворах с учетом влияния рН. Определены константы и термодинамические характеристики кето-енольного равновесия урацила, тимина, 6-метилурацила и оксиметилурацила в водной среде.

7. Методом РСА установлено, что вне зависимости от количества енольной формы, в результате самоорганизации из насыщенного водного раствора оксиметилурацила образуется супрамолекулярное соединение из дикето-таутомеров.

1. Watson J.D., Crick F.H.C. Structure for deoxyribonucleic acid 1.I Nature, -1953. -V. 171, № 4356. - P. 737-738.

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

3. Franklin R., Gostling R.G. Molecular configuration in sodium thymomono-nucleate // Nature. 1953. -V. 171, № 4356. - P. 740-741.

4. Franklin R., Gostling R.G. Evidence for 2 chain helix in crystalline structure of sodium deoxyribonucleate //Nature. 1953. - V. 172, № 4369. - P. 156158.

5. Wilkins M.H.F., Seeds W.E., Stokes A.R, Wilson H.R. Helical structure of crystalline deoxypentose nucleic acid // Nature. 1953. -V. 172, № 4382. -P. 759-762.

6. Wilkins M.H.F. Molecular configuration of nucleic acids // Science. 1963. -V. 140, № 3570. - P. 941-950.

7. Chargaff E. Chemical specifity of the nucleic acids and mechanism of their enzymatic degradation// Experentia. 1952, № 6. - P. 201-207.

8. Ленинжер А. Основы биохимии: В 3-х т. Т.З. М.: Мир, 1985. - С. 860861.

9. Lowdin P.O. Proton tunneling in DNA and its biological implications // Rev. Mod. Phys. 1963. -V. 35, № 3. - P. 724-733.

10. Lowdin P.O. Effect of proton tunneling in DNA on genetic information and problems of mutations, aging and tumors // Biopolimers, Symp. 1964, № 1. -P. 161-181.

11. Topal M.D., Fresco J.R. Complementary base pairing and the origin of substitution mutations //Nature. 1976. -V. 263, № 5575. - P. 285-289.

12. McClean W.H., Foss K. Changing the identity of a tRNA by introducing a G-U Wobble pair near the 3' acceptor end // Science. 1988. -V. 240, № 4859. -P. 793-796.

13. Sayle T.X.T., Goodfellow J.M. Conformation and dynamics of the mispair 06-ethylguanine: thymine // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1996. -V. 92, №8.-P. 1353-1368.

14. Waters S.B., Akman S.A. A new assay to guantify in vivo repair of G:T mispair by base excision repair // Mutat. Res. 2001. -V. 487, № 3-4. - P. 109-119.

15. Пехов А.П. Введение в молекулярную генетикую. М.: Медицина, 1973.- С. 60-67.

16. Стент Г., Кэлиндар Р. Молекулярная генетика. М.: Мир, 1981. - С. 521-545.

17. Горбунова В.Н., Баранов B.C. Введение в молекулярную диагностику и генотерапию наследственных заболеваний. С.-Пб.: Специальная литература, 1997. - С. 261.

18. Kwiatkowski J.S., Pullman В. Tautomerism and electronic structure of biological pyrimidines / Adv. Heterocycl. Chem. 1975. -V. 18. - P. 199-335.

19. Katrizky A.R., Lagowski J.M. Prototropic tautomerism of heteroaromatic compounds // Adv. Heterocycl. Chem. 1963. -V. 1. - P. 357-436.

20. Elguero J., Marzin C., Katritzky A.R., Linda P. The tautomerism of heterocycles. / Eds. Katrizky A.R. and Boulton A.J. London: Academic Press, 1976. -486 p.

21. Brown R.D., Godfrey P.D., McNaughton D., Pierlot A.P. Microwave spectrum of uracil // J. Am. Chem. Soc. 1988. -V. 110, № 7. - P. 23292330.

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

23. Bodor N., Michael J.S., Harget A.J. Ground states of conjugated molecules. XIX. Tautomerism of heteroaromatic hydroxy and amino derivatives and nucleotide bases // J. Am. Chem. Soc. 1970. -V. 92, № 10. - P. 29292936.

24. Czerminski R., Lesyng В., Pohorille A. Tautomerism of pyrimidine bases- uracil, cytosine, isocytosine: theoretical study with complete optimization of geometry // Int. J. Quantum. Chem. 1979. - V. 15, № 3. - P. 605613.

25. Mondragon A., Blake I. Proton transfer in hydrogen bonded systems. I. Uracil tautomerism // Int. J. Quantum. Chem. 1982. -V. 22, № 1. - P. 89100.

26. Zielinski T.J. STO-3G study of uracil, thymine, 5-fluorouracil, 5-methyluracil, and their 4-hydroxytautomeric forms // Int. J. Quantum. Chem.- 1982.-V. 22, №3.-P. 639-647.

27. Scanlan M., Hillier I.H. Accurate prediction of the relative energies of the six tautomers of uracil // Chem. Phys. Lett. 1983. -V. 98, № 6. - P. 545-547.

28. Buda A., Sugula A. MNDO study of the tautomers of nucleic bases. Part I. Uracil, thymine and cytosine // Theochem. 1983. -V. 9, № 3-4. - P. 255265.

29. Scanlan M.J., Hillier I.H. An ab initio study of tautomerism of uracil, thymine, 5-fluorouracil and cytosine // J. Am. Chem. Soc. 1984. -V. 106, № 13. - P. 3737-3745.

30. Les A., Ortega-Blane I. Tautomerism of uracil, cytosine, isocytosine and some of their thio derivatives // Int. J. Quantum. Chem. 1986. -V. 30, № 2. - P. 225-237.

31. Buda A.B. MNDO study of the tautomers of nucleic bases: thiouracils // Theochem. 1987. -V. 34, № 3-4. - P. 185-192.

32. Novinder U. A theoretical reinvestigation of the nucleic bases adenine, guanine, cytosine, thymine and uracil using AM-1 // Theochem. 1987. -V. 36, №4.-P. 259-269.

33. Kwiatkowski J.S., Bartlett R.J., Person W.B. Contribution from electron correlation to the relative stabilities of the tautomers of nucleic acid bases // J. Am. Chem. Soc. 1988. -V. 110, № 8. - P. 2353-2358.

34. Les A., Adamovicz L. Oxo-hydroxy tautomerism of uracil and 5-fluorouracil // J. Phys. Chem. 1989. -V. 93, № 20. - P. 7078-7081.

35. Gould I.R., Hillier I.H. Accurate calculations of the oxo-hydroxy tautomers of uracil // J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2. 1990, № 2. - P. 329-330.

36. Leszczansky J. Tautomerism of uracil: the final chapter? Four-order electron correlation contributions to the relative energies of tautomers // J. Phys. Chem. 1992. -V. 96, № 4 - P. 1649-1653.

37. Katritzky A.R., Karelson M. AMI calculations of reaction field effects on the tautomeric equilibria of nucleic acid pyrimidine and purine bases and their 1 -methylanalogues // J. Am. Chem. Soc. 1991. - V. 113, № 5. - P. 15611566.

38. Gould I.R., Burton N.A., Hall R.J., Hillier I.H. Tautomerism in uracil, cytosine and guanine: a comparison of electron correlation predicted by ab initio and density functional theory methods // J. Mol. Struct. (Theochem). -1995. -V. 331.-P. 147-154.

39. Marino Т., Russo N., Toscano M. Density Junctional study of oxo-hydroxy tautomerism of 5-fluorouracil // Int. J. Quantum Chem. 1997. -V.62, № 5. -P. 489-494.

40. Modesto O., Hernandes В., Luque F.J. Tautomerism of 1-methyl derivatives of uracil, thymine, and 5-bromouracil. Is tautomerism the basis for the mutagenicity of 5-bromouridine? // J. Phys. Chem. B. 1998. -V. 102, № 20. -P. 5228-5233.

41. Shukla M.K., Mishra P.C. A gas phase ab initio excited state geometry optimization study of thymine, cytosine and uracil // Chem. Phys. 1999. -V. 240, №3.-P. 315-329.

42. Tian S.X., Zhang C.F., Zhang Z.J., Chen X.J., Xu K.Z. How many uracil tautomers there are? Density functional studies of stabylity ordering of tautomers // Chem. Phys. 1999. -V. 242, № 2. - P. 217-225.

43. Civcir P.U. A theoretical study of tautomerism of cytosine, thymine, uracil and their 1-methyl analogues in the gas and aqueous phases using AMI and PM3 // J. Mol. Struct. (Theochem) 2000. -V. 532, № 1-3. - P. 157-169.

44. Yekeler H. Ab initio study of tautomerism of 2-thiouracil in the gas phase and in solution // J. Comput. Aided Mol. Des. -2000. -V. 14, № 3. P. 243-250.

45. Marino Т., Russo N., Sicilia E., Toscano M. Tautomeric equilibria of 2- and 4-thiouracil in gas phase and solvent: a density functional study // Int. J. Quantum Chem. 2001. -У. 82, № 1. - P. 44-52.

46. Kryachko E.S., Nguen M.T., Zeegers-Huyskens T. Theoretical study of tautomeric forms of uracil. 1. Relative order of stabilities and their relation to proton affinities and deprotonation enthalpies //J. Phys. Chem. A. 2001. -V. 105,№8.-P. 1288-1295.

47. Kryachko E.S., Nguen M.T., Zeegers-Huyskens T. Theoretical study of uracil tautomers. 2. Interaction with water // J. Phys. Chem. A. 2001. -V. 105, № 10.-P. 1934-1943.

48. Yekeler H., Ozback D. Concerning the solvent effect in the tautomerism of uracil, 5-fluorouracil, and thymine by density-functional theory and ab initio calculations // J. Mol. Model. 2001. -V. 7, № 4. - P. 103-111.

49. Susi H., Ard J.S. Vibrational spectra of nucleic acid constituents. I. Planar vibrations of uracil // Spectrochim. Acta. - 1971. -V. 27A, № 9. - P. 15491562.

50. Beetz C.P. Jr., Ascarelly G. The low frequency vibrations of pyrimidine and purine bases // Spectrochim. Acta. 1980. -V. 36A, № 3. - P. 299-313.

51. Bandekar J., Zundel G. Normal coordinate analysis treatment of uracil in solid state // Spectrochim. Acta. 1983. -V. 39A, № 4. - P. 343-355.

52. Szczesniak M., Nowak M.J., Rostovska H. et. al. Matrix isolation studies of nucleic acid constituents. I. Infrared spectra of uracil monomers // J. Am. Chem. Soc. 1983. -V. 105, № 19. - P. 5969-5976.

53. Barnes A.J., Stuckey M.A., Le Gall L. Nucleic acid bases studied by matrix isolation vibrational spectroscopy: uracil and deuterated uracils // Spectrochim. Acta. 1984. -V. 40A, № 5. - P. 419-431.

54. Kasende O., Zeegers-Huyskens T. Infrared spectra of protonated pyrimidine derivatives in the solid state // Spectrosc. Lett. 1984. -V. 17, № 12. - P. 783801.

55. Wojcik M.J., Rostowska H., Szczepaniak K., Person W.B. Vibrational resonances in infrared spectra of uracils // Spectrochim. Acta. 1989. -V. 45A, № 4. - P. 499-502.

56. Viant M.R., Fellers R.S., McLaughlin R.P., Saykally R.J. Infrared laser spectroscopy of uracil in a pulsed slit jet // J. Chem. Phys. 1995. -V. 103, № 21.-P. 9502-9505.

57. Wittenburg E. Alkyl- und silyl derivate des thymins // Chem. Ber. 1966. -V. 99,№7.-P. 2380-2390.

58. Nowak M.J. IR matrix isolation studies of nucleic acid constituents: the spectrum of monomeric thymine // J. Mol. Struct. 1989. -V. 193. - P. 35-49.

59. Wojcik M.J. Medium-frequency raman spectra of crystalline uracil, thymine and their 1-methyl derivatives // J. Mol. Struct. 1990. -V. 219. - P. 305-310.

60. Ivanov A.Y., Plochotnichenko A.M., Radchenco E.D., Sheina G.G., Blagoi Y.R. FTIR spectroscopy of uracil derivatives isolated in Kr, Ar and Ne matrices: Matrix effect and Fermi resonance // J. Mol. Struct. 1995. -V. 372, №2-3.-P. 305-310.

61. Gupta S.R., Seema K., Jetley U.K., Sharma S.D. Vibrational spectral studies of substituted uracils // Sci. Phys. Sci. 1991. -V. 3, № 1.- P. 40-44.

62. Dobrosz-Teperek K., Zwierchowska Z., Lewandowski W. et al. Vibrational spectra of 5-halogenouracils. Part II solids // J. Mol. Struct. - 1998. -V. 471, № 1-3.-P. 115-125.

63. Rai J.N. Vibrational spectra of 6-azauracil and 5-fluorouracil // Ind. J. Phys. B. 1983. -V. 57B, № 3. - P. 241-245.

64. Rai J.N. Vibrational Raman spectra of some substituted uracils // Proc. Indian Acad. Sci., Chem. Sci. 1990. -V. 102, № 5. - P. 687-691.

65. Степаньян С.Г., Радченко Е.Д., Шеина Г.Г., Благой Ю.Р. Конформационный анализ 5-замещенных урацилов /У Биофизика. 1989. -Т.34, № 5. - С. 753-757.

66. Stepanyan S.G., Smorygo N.A., Sheina G.G. et al. Studies of vibrational spectra of fluorothymine and its methyl derivatives // Spectrochim. Acta. -1990. -V. 46A, № 3. P. 355-361.

67. Hernaz A., Billes F., Bratu I., Navarro R. Vibrational analysis and spectra of orotic acid//Biopolymers. 2000. -V. 57, № 3. - P. 187-198.

68. Гусакова Г.В., Кульбида А.И., Плехова Г.Н., Смолянский A.JI. ИК-спектры и протоноакцепторная способгость диметилурацила и его галогензамещенных // Ж. прикл. спектроск.- 1987. -Т.46, № 4. С. 598603.

69. Сморыго Н.А., Ивин Б.А. Исследования в ряду пиримидинов. XXI. Расчет нормальных колебаний замещенных урацилов // ХГС. 1975. № 1.-С. 105-113.

70. Сморыго Н.А., Ивин Б.А. Исследования в ряду пиримидинов. XX. Расчет нормальных колебаний урацила и его дейтеропроизводных // ХГС.-1975. № 1.-С. 98-104.

71. NishimuraY., Tsuboi М., Kato S., Morokuma К. In plane vibrational modes of the uracil molecule from ab-initio MO calculations // J. Am. Chem. Soc. -1981.-V. 103, №6. -P. 1354-1358.

72. Harsannyi L., Csaszar P. Theoretical force field and vibrational spectrum of uracil by the CNDO/2 force method // Acta Chim. Hung. 1983. -V. 113, № 3. - P. 257-278.

73. Chin S., Scott I., Szczepaniak K., Person W.B. Matrix isolation studies of nucleic acid constituents. 2. Quantative ab initio prediction of the infrared spectrum of in-plane modes of uracil // J. Am. Chem. Soc. 1984. -V. 106, №12.-P. 3415-3422.

74. Harsanyi L., Csaszar P., Csaszar A., Boggs J.E. Interpretation of the vibrational spectra of matrix isolated uracil from scaled ab initio quantum mechanical force fields // Int. J. Quantum Chem. 1986. -V. 29, № 4. - P. 799-815.

75. Fan K., Boggs J.B. Analysis of the vibrational spectra of 1-methyluracil and its isotopic derivatives by ab initio calculations // Theochem. 1986. -V. 32, №3-4.-P. 283-303.

76. Bondekar J. Dipole moments derivatives and their orientations in uracil, an ab initio study // Spectrosc. Lett. 1989. -V. 22, № 2. - P. 173-182.

77. Piskorz P .J., Wojcik M.J. Theoretical analysis of the Vn-h IR spectral band of crystalline uracil //J. Mol. Struct. 1991. -V. 241, № 1. - P. 263-272.

78. Gould I.R., Vincent M.A., Hillier I.H. A theoretical study of the infrared spectrum of uracil // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2. 1992. № 1. -P. 69-71.

79. Szczepaniak K., Person W.B., Lesczynsky J., Kwiatkowski J.S. Matrix isolation and DFT quantum mechanical studies of vibrational spectra of uracil and its methylated derivatives // Pol. J. Chem. A. 1998. -V. 72, № 2. - P. 402-420.

80. Bencivenni L., Ramondo F., Pieretti A., Sauna N. On the hydrogen bonding in uracil: its effect on the vibrational spectrum // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2.-2000.№8.-P. 1685-1693.

81. Les A., Adamovicz L., Nowak M.J., Lapinski L. The infrared-spectra of matrix-isolated uracil and thymine an assignment based on new theoretical calculations // Spectrochim. ActaPt.A - Molec. Biomolec. Spectr. - 1992. -V. 48, №10.-P. 1385-1395.

82. Florian J., Hrouda V. Scaled quantum-mechanical force-fields and vibrational spectra of solid state nucleic acid constituents. 5. Thymine and uracil // Spectrochim. Acta Pt.A Molec. Biomolec. Spectr. - 1993. -V. 49, № 7. - P. 921-938.

83. Zhang S.L., Michaelian K.H., Loppnov G.R. Vibrational spectra and experimental assignments of thymine and nine of its isotopomers // J. Phys. Chem. A. 1998. -V. 102, № 2. - P. 464-470.

84. Zwierchowska Z., Dobrosz-Teperek K. et al. Vibrational spectra of 5-halogenouracils // J. Molec. Struct. 1997. -V. 410, № 1-3. - P. 415-420.

85. Fan K., Boggs J.B. Analysis of the vibrational spectrum of 6-methyluracil by ab initio calculations // Theochem. 1990. -V. 65, № 3.4. p. 265-271.

86. Степаньян С.Г., Шеина Г.Г., Радченко Е.Д., Благой Ю.П. Молекулярная структура урацила и 5,6-дигидроурацила // Биофизика. 1987. -Т.32, №3. С. 512-514.

87. Жижина Т.П., Олейник Э.Ф. Инфракрасная спектроскопия нуклеиновых кислот // Усп. химии. 1972. -Т.41, №3. С. 471-511.

88. Stewart R.F., Jensen L.H. Redetermination of the crystal structure of uracil. // Acta Crystallogr. 1967. -V. 23, № 6. - P. 1102-1105.

89. Green D.W., Mathews F.S., Rich A. Crystal and molecular structure of N-methyluracil // J. Biol. Chem. 1962. -V. 237, № 19. - P. 3573-3575.

90. Kvick A., Koetzle T.F., Thomas R. Hydrogen bond studies. 89. Neutron diffraction study of hydrogen bonding in 1-methylthymine // J. Chem. Phys. -1974. -V. 61, № 7. P. 2711-2719.

91. Hawkinson S.W. l-Metyl-4-thiouracil // Acta Crystallogr., Sect. B. 1975. -V. B31,№ 8. - P. 2153-2156.

92. Destro R., Marsh R.E. Crystal structure of 6-methyluracil-5-acetic acid // Acta Crystallogr., Sect. B. 1972. -V. 28, № 10. - P. 2971-2977.

93. Parthasarathy R., Srikrishnan T. A new pattern of hydrogen bonding between perpendicular bases in the crystal structure of 5-nitro-6-methyluracil // Acta Crystallogr., Sect. B. 1977. -V. B33, № 6. - P. 1749-1753.

94. Bolton W. The crystal structure of anhydrous barbituric acid // Acta Crystallogr. 1963. -V. 16. - P. 166-173.

95. Shibata M., Takinaka A., Sasada Y. Structure of 1-(2-hydroxyethyl) uracil // Acta Crystallogr., Sect. C: Cryst. Struct. Commun. 1985. -V. C41, № 10. -P. 1499-1500.

96. Shefter E. X-ray structure analysis of the disulfide from l-methyl-5-mercaptouracil // J. Chem. Soc. B. 1970. № 5. - P. 903-906.

97. Verschoor G.C., Keulen E. Electron density distribution in cyanuric acid. I. X-ray diffraction study at low temperature // Acta Crystallogr., Sect. B. -1971.-V. 27, № l.-P. 134-145.

98. Fallon L. Crystal and molecular structure of 5-fluorouracil // Acta Crystallogr., Sect. B. 1973. -V. 29, № 11. - P. 2549-2556.

99. Shefter E. Mautner H.G. The crystal and molecular structure of 2,4-dithiouracil // J. Am. Chem. Soc. 1967. -V. 89, № 5. - P. 1249-1253.

100. Shefter E., James M.N.G., Mautner H.G. Crystal structure of 2,4-diselenouracil // J. Pharm. Sci. 1966. -V. 55, № 6. - P. 643-644.

101. Craven B.M. The crystal structure of 5-nitrouracil monohydrate // Acta Crystallogr. 1967. -V. 23, № 3. - P. 376-383.

102. Reeke G.N. Jr., Marsh R.E. The crystal structure of 5-ethyl-6-methyluracil // Acta Crystallogr. 1966. -V. 20, № 6. - P. 703-708.

103. Kou W.W.H., Parthasarathy R. 6-methyl-5,6-dihydrouracil, a highly disordered structure // Acta Crystallogr., Sect. B. 1977. -V. B33, № 3. - P. 934-936.

104. Banerjee A., Dattagupta J.K., Saenger W., Rabczenko A. 1,3-dimethyluracil: a crystal structure without hydrogen bonds // Acta Crystallogr., Sect. B. -1977.-V. B33,№ l.-P. 90-94.

105. Rohrer D.C. Sundaralingam M. Stereochemistry of nucleic acids and then-constituents. VI. Crystal structure and conformation of dihydrouracil: a minor base of transfer-ribonucleic acid // Acta Crystallogr., Sect. B. — 1977. -V. B33, № 6. P. 1749-1753.

106. Gerdil R. The crystal structure of thymine monohydrate // Acta Crystallogr. -1961.-V. 14.-P. 333-344.

107. Ginell S.L., Parthasarathy R. Interaction of water molecules between pyrimidine bases. Crystal structure of l-methyl-5-nitrouracil monohydrate // Biochim. Biophys. Acta. 1981. -V. 656, № 1. - P. 40-44.

108. Venkatasubramanian K., Mojeste R.J., Trefonas Z.M. Crystal and molecular structure of 6-oxodihydrouracil // J. Heterocycl. Chem. 1975. -V. 12, № 4. -P. 699-701.

109. Furberg S., Jensen L.H. The crystal structure of dihydrothymine // J. Am. Chem. Soc. 1968. -V. 90, № 2. - P. 470-474.

110. Bolton W. The crystal structure of anhydrous dilituric acid // Acta Crystallogr. 1963. -V. 16, № 6. - P. 950-956.

111. Mizuno H., Morita K., Fujiwara Т., Tomita K. Crystal and molecular structure of l-methyl-5-bromouracil and some structural considerations of the mutation mechanism // Chem. Lett. 1972. - № 10. - P. 965-968.

112. Tsukinara Т., Ashida Т., Kakudo M. Crystal structure of 1-ethyl-5-bromouracil. I. Crystal structure of the form I crystal of 1-ethyl-5-bromouracil //Bull. Chem. Soc. Jap. 1972. -V. 45, № 3. - P. 905-908.

113. Craven B.M., Sabine T.M. 5-Hydroxyl configuration of dialuric acid monohydrate by neutron crystal structure determination // Acta Crystallogr., Sect. B. 1969. -V. 25, № 10. - P. 1970-1978.

114. Strenglanz H., Freeman G.R., Bugg C.E. Crystal structure of 5-iodouracil // Acta Crystallogr., Sect. B. 1975. -V. B31, № 5. - P. 1393-1395.

115. Singh P., Hodgson D.J. Aza analogs of nucleic acid constituents. IV. Crystal and molecular structure of 6-azauracil // Acta Crystallogr., Sect. B. 1974. -V. 30, №6.-P. 1430-1435.

116. Swaminathan S., Craven B.M. Alloxan-electrostatic properties of an unusual structure from x-ray and neutron diffraction // Acta Crystallogr., Sect. B: Struct. Sci. 1985. -V.B41, № 2. - P. 113-122.

117. Хоменко В.Г., Миткевич B.B., Суходуб Л.Ф. Кристаллическая структура двух метилпроизводных урацила с С-Н—О водородными связями // Докл. АН УССР. 1986. - № 10. - С. 34-37.

118. Sobel Н.М., Tomita K.I. The crystal structures of solts of methylated purines and pyrimidines. III. 1-Methyluracil hydrobromide // Acta Crystallogr. -1964. -V. 17, № 2. P. 122-126.

119. Лен Ж.-М. Супрамолекулярная химия. Концепции и перспективы -Новосибирск: Наука, 1998 236 с.

120. Масунов А.Э., Грищенко С.И., Зоркий П.М. Влияние специфических межмолекулярных взаимодействий на кристаллическую структуру, производные и аналоги урацила // Ж. физ. химии. 1993. -Т.67, № 2. С. 221-239.

121. Семенова Е.А., Дьяченко С.А., Бочков Д.Н., Сморыго Н.А., Ивин Б.А. Комплексные соединения Pt(II) с метальными производными 5-аминоурацила// Коорд. химия. 1990. -Т. 16, № 12. С. 1678-1682.

122. Леонидов Н.Б., Зоркий П.М., Масунов А.Э. и др. Строение и бионеэквивалентность полиморфных форм метилурацила // Ж. физ. химии. 1993. -Т.67, № 12. - С. 2464-2468.

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

124. Katrizky A.R., Warring A,J. Tautomeric azines. Part I. The tautomerism of 1-methyluracil and 5-bromo-l-methyluracil // J. Chem. Soc. 1962. №5. - P. 1540-1544.

125. Миронов В.А., Янковский С.А. Спектроскопия в органической химии. -М.: Мир, 1981-С. 521-541.

126. Иоффе Б.В., Костиков P.P., Разин В.В. Физические методы определения строения органических молекул. Д.: Изд-во Ленинградского ун-та, 1976-С. 90-93.

127. Wempen I., Fox J.J. Spectrophotometric studies of nucleic acid derivatives and related compounds. VI. On the structure of certain 5- and 6-halogenouracils and cytosines // J. Am. Chem. Soc 1964. -V. 86, № 12. - P. 2474-2477.

128. Wittenburg E. Untersuchung der tautomeren structur von thymin und seinen alkylderivaten mit hilfe von UV-spectren // Chem. Ber- 1966. № 7. P. 2391-2398.

129. Vaz J.L.L., Atber Т., Albourine A., PetitRamel M. Compared deprotonation of uracil, thymine, isobarbituric acid, isoorotic acid and 5-halogeno- uracil in a wide pH range // Analusis. 1996. -V. 24, № 7. - P. 303-306.

130. Nakanishi K., Suzuki N., Yamakari F. Ultraviolet spectra of N-heterocyclic systems. I. The anions of uracils// Bull. Chem. Soc. Jpn. 1961. -V. 34, № 1. -P. 53-57.

131. Shapiro R., Kang S. Buffer-catalyzed tautomerism of uracil monoanions // Biochim. Biophys. Acta. 1971. -V. 233, № 1. - P. 1-4.

132. Tomasz M., Chambers R.W. Chemistry of pseudouridine. VII. Selective cleavage of polynucleotides containing pseudouridilic acid residues by aunique photochemical reaction I I Biochemistry. 1966. -V. 5, № 2. - P. 773782.

133. Рапапорт Л.И. Таутомер1я у ряду фармацевтичных препаратов похщних шр1мщину // Фармацевтичний ж. 1972. -№ 4, - С. 14-19.

134. Lippert В. Uracil and thymine monoanions in solution: differentation of tautomers by laser raman spectroscopy П J. Raman. Spectrosc 1979. -V. 8, № 5. - P. 274-278.

135. Undheim K., Gacek M. Some derivatives of 5-fluoropyrimidine // Acta Chem. Scand.- 1969. -V. 23, № 2. P. 294-299.

136. Kokko J.P., Goldstein J.H., Mandell L.A. A nuclear magnetic resonance investigation of tautomerism and substituent effects in some pyrimidines and related nucleosides // J. Am. Chem. Soc.- 1961. -V. 83, № 13. P. 29092911.

137. Kokko J.P., Mandell L., Goldstein J.H. An n.m.r. investigation of proton mobility in substuted uracils // J. Am. Chem. Soc 1962. -V. 84, № 6. - P. 1042-1047.

138. Khetrapal C.L., Kunwar А.С/NMR spectra of oriented biologically important molecules. The structure and the internal rotation in N,N-dimethyluracil // J. Phys. Chem. 1982. -V. 86, № 24. - P. 4815-4817.

139. Benoit R.L., Frechette M. Proton and carbon-13 nuclear magnetic resonance and ultraviolet studies of the protonation of cytosine, uracil, thymine and related compounds // Can. J. Chem. 1986. - V. 64, № 12. - P. 23482352.

140. Jovanovic B.Z., Todic Z.D., Muskatirovic M.D., Pesic M.B., Bogdanovic S.I. *H N.M.R. spectra of some 5-substituted-3-isopropyl-6-methyl uracils // J. Molec. Struct. 1988. -V. 174, № 1-2. - P. 281-284.

141. Drohat A.C., Stivers J.T. NMR evidence for an unusually low N1 pKa for uracil bound to uracil DNA glycosylase: implications for catalysis // J. Am. Chem. Soc.- 2000. -V. 122, № 8. P. 1840-1841.

142. Tarpley A.R.Jr., Goldstein J.H. Carbon-13 nuclear magnetic resonance spectra of uracil, thymine and the 5-halouracils // J. Am. Chem. Soc 1971.-V. 93,№ 15.-P. 3573-3578.

143. Ellis P.D., Dunlap R.B., Pollard A.L., Seidman K., Gardin A.D. Carbon-13 nuclear magnetic resonance of 5-substituted uracils // J. Am. Chem. Soc.— 1973. -V. 95, № 13. P. 4398-4403.

144. Jovanovic B.Z., Todic Z.D., Vajs V.E., Pesic M.B., Bogdanovic S.I. 13C N.M.R. spectra of some 5-substituted-3-isopropyl-6-methyl uracils // J. Molec. Struct. 1990. -V. 219, № 1-3. - P. 317-322.1 Я

145. Tejeira M., Uriarte E. С NMR spectral assignments of some cyclopentyluracils and 5-halouracils // Magn. Res. Chem. 1997. -V. 35, № 5. - P. 348-349.

146. Bednarek E., Dobrowolski J.C., Dobrosz-Teperek K. et al. Theoretical and experimental ^ 13C, 15N, and 170 NMR spectra of 5-nitro, 5-amino, and 5-carboxy uracils // J. Molec. Struct. 1999. -V. 482-483. - P. 333-337.

147. Bednarek E., Dobrowolski J.C., Dobrosz-Teperek K. et al. Theoretical and experimental ^H, 13C, 15N, and 170 NMR chemical shifts for 5-halogenouracils // J. Molec. Struct. 2000. -V. 554, № 2-3. - P. 233-243.

148. Burgar M.I., Ohowan D., Fiat D. Oxygen-17 and nitrogen-14 spectroscopy of oxygen-17-labeled nucleic acid bases Bednarek E., Dobrowolski J.C.,-t 1 Л Iff 1

149. Dobrosz-Teperek K. et al. Theoretical and experimental H, C, N, and О NMR spectra of 5-nitro, 5-amino, and 5-carboxy uracils // Org. Magn. Reson. 1982. -V. 20, №3. - P. 184-190.

150. Chandrasekaran S., Wilson W.D., Boykin D.W. Oxygen-17 NMR studies on 5-substituted uracils // J. Org. Chem. 1985. -V. 50, № 6. - P. 829-831.

151. DeMember J.R., Wallace F.A. Uracil and its interaction with silver ion in aqueous alkaline media // J. Am. Chem. Soc. 1975. -V. 97, № 21. - P. 6240-6245.

152. Штыков С.Н., Паршина Е.В. Кето-енольная таутомерия в мицеллярных растворах поверхностно-активных веществ // Ж. физ. химии. 1994. -Т.68, № 1, 114-118.

153. Штыков С.Н., Паршина Е.В., Бубело В.Д. Таутомерное равновесие дикетонов в мицеллярных растворах поверхностно-активных веществ // Ж. аналит. химии. 1994. -Т.49, № 5,469-472.

154. Beak P., Covington J.B., Smith S.G. Structural studies of tautomeric systems: the importance of association for 2-hydroxypyridine 2-pyridone and 2-mercapto pyridine - 2-thiopyridone // J. Am. Chem. Soc. - 1976. -V. 98, № 25. - P. 8284-8286.

155. Shugar D., Szczepaniak K. Tautomerism of pyrimidines and purines in the gas phase and in low-temperature matrixes, and some biological implications // Int. J. Quantum. Chem. 1981. -V. 20, № 2. - P. 573-585.

156. Szerminski R., Kuczera K., Rostowska H., Nowak M.J., Szczepaniak K. Autoassociates and tautomerism of 2-oxo-5-halogenopyrimidines: theoretical and experimental investigations // J. Molec. Struct. 1986. -V. 140, № 3-4. -P. 235-251.

157. Kuczera K., Szczesniak M., Szczepaniak M. Calculation of the vibrational spectra of cytosine derivatives by the CNDO/2 force method. Part II. Planar vibrations of 5-fluorocytosine // J. Molec. Struct. 1988. -V. 172, № 1. - P. 89-99.

158. Novak M.J., Szczepaniak K., Barski A., Shugar D. Tautomeric equilibria of 2(4)-monooxopyrimidines in the gas phase, in low-temperature matrixes and in solution // J. Molec. Struct. 1980. -V. 62, № 1. - P. 47-69.

159. Person W.B., Szczepaniak K. et al. Tautomerism of nucleic acid bases and the effect of molecular interactions of tautomeric equilibria // J. Molec. Struct. -1989. -V. 194, №. P. 239-258.

160. Альберт А., Сержент E. Константы ионизации кислот и оснований. М.: Химия, 1964.- 180 с.

161. Taqui Khan M.M., Satyanarayana S., Jioti M.S., Lincoln C.A. Termodynamic quantities associated with interaction of thymine, uracil, cytosine, adenine and hypoxanthine with metals ions I J Indian J. Chem. 1983. -V. 22, № 5 . - P. 357-363.

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

163. Wempen I., Duschinsky R., Kaplan L., Fox J.J. Thiation of nucleosides. IV. The synthesis of 5-fluoro-2'-deoxycytidine and related compounds // J. Am. Chem. Soc. 1961. -V. 83, №. - P. 4755-4766.

164. Физические методы в химии гетероциклических соединений / Под ред. Катрицкого А.Р. -М.: Химия, 1966. С.40-44, 95.

165. Jang Y.H., Sowers L.C. et al. First principles calculation of pKa values for 5-substituted uracils // J. Phys. Chem. A. 2001. -V. 105, № 1. - P. 274280.

166. Катрицкий A.P. Ароматичность и таутомерные равновесия гетероциклов // ХГС. 1972. №8. - С. 1011-1026.

167. Кочетков Н.К., Будовский Э.Н., Свердлов Н.А., Турчинский М.Ф., Шибанов В.Н. Органическая химия нуклеиновых кислот М.: Химия, 1970. С. 167-169.

168. Shmidt M.W., Baldridge K.K., Boatz J.A. et al. The general atomic and molecular electronic structure system // J. Comput. Chem. 1993. -V. 14, № l.-P. 1347- 1354.

169. Frisch M. J., Trucks G. W., Schlegel H. B. et al. Gaussian 98, Revision A.3; Gaussian, Inc., Pittsburgh PA, 1998.

170. Curtiss L.A., Raghavachari K., Pople J.A. Gaussian-2 theory using reduced Moller-Plesset orders // J. Chem. Phys. 1993. -V. 98, № 2. - P. 12931298.

171. Казицина Л.А., Куплецкая Н.Б. Применение УФ-, ИК- и ЯМР спектроскопии в органической химии. М.: Высшая школа, 1971. - С. 33,35,244.

172. Браун Д., Флойд А., Сейнсбери М. Спектроскопия органических веществ М.: Мир, 1992. - 300 с.

173. Pretsch Е., Seibl J., Simon W., Clerk Т. Tables of spectral data for structure determination of organic compounds Berlin-Heidelburg-New-York-Tokyo-Hong Kong: Springer-Verlag, 1983. -P. C.15, C.155, C.211.

174. Хурсан С.Jl. Квантово-химические неэмпирические расчеты энтальпий образования и гидрирования иминов // Ж. физ. химии 2002. -Т. 76, №3. - С. 481-487.

175. Lias G.G., Liebman J.F., Levin R.D., Kafafi S.A. NIST Standart Reference Database 19A. Positive Ion Energetics. Version 2.02. National Institute of Standarts and Technology, Gaithersburg, MD 20899, January 1994.

176. Mallard W.G., Linstrom P.J. Nist Chemistry WebBook, NIST Standart Reference Database Number 69, National Institute of Standarts and Technology, Gaithersburg, MD 20899, February 2000.

177. Gurvich L.V., Vegts I.V., Alcock C.B. Thermodynamic properties of individual substances. New York: Hemisphere Pub. Co., 1989. - 578 p.

178. Рабинович B.A., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. С.-Пб.: Химия, 1994. - С. 179.102

179. Dinan F., Minnemeyer H.J., Tiekelman H. An investigation of the ortho-Claisen Rearrangement in pyrimidines // J. Org. Chem. 1963. -V. 28, № 4 -P. 1015-1018.