Изучение кислотно-основного равновесия 5-гидрокси-6-метилурацила в водных растворах

Термодинамические свойства различных замещенных производных урацила важны с точки зрения их медицинского применения. 5-гидрокси-6-метилурацил усиливает иммунитет и эффективен при лечении инфекций, он не токсичен, не вызывает побочных реакций, проявляет универсальные антисептические характеристики, ускоряет процесс заживления ран, ожогов и уменьшает вредное воздействие радиации, восстанавливает количество лейкоцитов, усиливая гуморальный и клеточный иммунитет, имеет антистрессовое, кардиостимулирующее и антитоксическое воздействие. Широкое применение ГМУ в практике требует всестороннего изучения термодинамических характеристик процессов кислотно-основного равновесия этого вещества в водном растворе.

Алкилирование 5-гидрокси-6-метилурацила диметилсульфатом в щелочной среде проводили по известной методике [1].

Исходя из цели получения максимального количества метилированных производных ГМУ, соотношение компонентов составило ГМУ:ДМС:NaOH=1:5:4 и реакция была остановлена до полного расходования исходного ГМУ. Полученная смесь была фракционирована методом полупрепаративной высокоэффективной жидкостной хроматографии. В ходе фракционирования удалось выделить соединения, соответствующие пикам 5 и 7 на хроматограмме смеси (рис.1).

Рис. 1. Хроматограмма реакционной смеси:

5 пик – 5-метокси-3,6-диметилурацил, 7 пик – 5-метокси-1,3,6-триметилурацил

После упаривания растворителя были записаны 13С, 1H и 15N ЯМР спектры.

Cтруктура индивидуальных соединений была доказана методами 13С, 1H и 15N ЯМР спектроскопии. Потенциометрическим титрованием определены константы и термодинамические характеристики кислотноосновного равновесия ГМУ и его производных.

Таблица

Константа и термодинамические характеристики кислотно-основного равновесия ГМУ и 5-метокси-3,6-диметилурацил в водном растворе (0,1 М

KNO 3 )

Из зависимости константы депротонирования от температуры для 5-метокси-3,6-диметилурацила, установлено, что процесс кислотно-основного равновесия эндотермичен, а величины изменений энергий Гиббса свидетельствует об энергетической невыгодности образования аниона N1 в нейтральной среде. Исходя из литературных данных и полученных значений рК для 5-метокси-3,6-диметилурацила, следует также, что депротонирование ГМУ по перовой ступени не идет по N1 положению.

Таким образом, алкилированием ГМУ были выделены 5-метокси-1,3,6-триметилурацил и 5-метокси-3,6-диметилурацил, для которогоопределены термодинамические характеристики кислотно-основного равновесия.