ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ, 2022, том 92, № 2, с. 181-188

УДК 547.854.4:544.362

КИСЛОТНО-ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА

6-МЕТИЛУРАЦИЛ-5-КАРБОНИТРИЛА И ЕГО

N-МЕТИЛПРОИЗВОДНЫХ

Уфимский институт химии Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук,

пр. Октября 71, Уфа, 450054 Россия

*e-mail: ivanov_sp@anrb.ru

Поступило в Редакцию 18 октября 2021 г.

После доработки 17 ноября 2021 г.

Принято к печати 18 ноября 2021 г.

Спектрофотометрическим методом определены константы кислотно-основного равновесия 6-метил-

урацил-5-карбонитрила в воде. Впервые получены 1,6-диметилурацил-5-карбонитрил и 3,6-диметил-

урацил-5-карбонитрил, их строение доказано методами спектроскопии ЯМР ¹Н, ¹³С и ¹⁵N. На основе

полученных значений рK_а всех трех соединений определена последовательность диссоциации в молекуле

6-метилурацил-5-карбонитрила в щелочных водных растворах.

Ключевые слова: производные урацила, кислотно-основное равновесие, 6-метилурацил-5-карбонитрил,

алкилирование

DOI: 10.31857/S0044460X22020032

6-Метилурацил - широко известное и применя-

для картирования белков в качестве вибрацион-

емое лекарственное средство [1]. Его химическая

ного зонда биомолекулы. Изучение производных

модификация по положениям С⁵ или С⁶гетеро-

5-цианоурацила [7, 8] показало, что нитрильная

циклического кольца может привести к улучше-

группа в пиримидиновом кольце может использо-

нию известных и появлению новых биологических

ваться как вибрационный зонд в ИК спектроско-

свойств. Так, например, соединения с амино- или

пии при исследовании олигомеров ДНК.

гидроксигруппой в положении С⁵ 6-метилурацила

Урацил и его С⁵ и/или С⁶ замещенные отно-

относятся к перспективным антиоксидантам [2-5].

сятся к слабым двухосновным кислотам [9]. При

Нитрильная группа [6] может быть использована

их взаимодействии с основаниями в водных рас-

Схема 1.

H⁺

4 5

OH^-

H⁺

N Y

X = Y = H - урацил; X = CH₃, Y = H - тимин; X = H, Y = CH₃ - 6-метилурацил; X = Br, Y = H - 5-бромурацил; X = NO₂,

Y = H - 5-нитроурацил; X = NO₂, Y = CH₃ -6-метил-5-нитроурацил; X = OCH₃, Y = CH₃ - 5-метокси-6-метилурацил;

X = H, Y = NH₂ - 6-аминоурацил; X = NH₂, Y= NH₂ - 5,6-диаминоурацил.

181

182

АХИЯРОВ и др.

свойства 5-фтор-, 5-хлор- и 5-бромурацилов [13]

в разных растворителях. Методом ЯМР было по-

казано, что в водно-щелочном растворе 5-фтору-

рацила образуются преимущественно анионы Б, а

из 5-хлор- и 5-бромурацилов - анионы А, однако

в диметилсульфоксиде при взаимодействии всех

5-галогенопроизводных урацила с эквимолярным

количеством KOH образуется анионная форма А.

Поскольку существует вероятность параллель-

ного образования обеих анионных форм произво-

дных урацила, для понимания механизма диссо-

циации необходимо исключить одновременный

отрыв протона от атомов N¹ и N³. Константы

Рис. 1. УФ спектры водных растворов 6-метилура-

диссоциации по первой и второй ступени можно

цил-5-карбонитрила 1 при рН 2.8 (1), 5.9 (2), 7.0 (3),

определить исходя из значений pK_a модельных со-

7.9 (4), 11.0 (5).

единений - производных урацила, в которых атом

водорода при N¹ или N³ пиримидинового кольца

замещен метильной группой.

творах протон отрывается от атома N¹ или N³

В ряде работ были экспериментально опреде-

(схема 1) с образованием анионов А или Б соответ-

лены константы диссоциации урацила, модельных

ственно. Место депротонирования по первой сту-

соединений, метилированных по атомам N¹ и N³

пени зависит от природы заместителей при атомах

пиримидинового кольца урацила, и его некото-

углерода С⁵ и С⁶ пиримидинового кольца [10-12].

рых С⁵- и/или С⁶-замещенных (табл. 1). Как видно

Квантово-химическими методами изучено

из табл. 1, у большинства соединений разница в

влияние природы заместителей в положениях С⁵

значениях pK_aN¹- и N³-метилпроизводных менее

и С⁶ пиримидинового кольца на кислотно-основ-

0.5 ед. Исходя из этого можно предположить, что

ные свойства производных урацила в воде [12].

в щелочных водных растворах этих производных

В щелочных водных растворах для большинства

урацила одновременно могут образоваться анио-

рассмотренных производных урацила вероятность

ны А и Б.

образования аниона А больше, чем аниона Б. Ра-

Из 5-нитроурацила, 6-аминоурацила и 6-ме-

нее нами были исследованы кислотно-основные

тил-5-нитроурацила преимущественно образует-

Таблица 1. Значения рK_а урацила и его производных в водных растворах (20-25°C)

рK_а

Соединение

Метод^а

|ΔрK_a|

Ссылка

N¹CH₃

N³CH₃

Урацил

СТ

9.72

9.85

0.13

[9]

Тимин (5-метилурацил)

СТ

10.09

10.52

0.43

[14]

5-Нитроурацил

СТ

7.34

5.65

1.69

[15]

5-Бромурацил

СТ

8.30

[16]

6-Метилурацил

КТ

10.06

10.13

0.07

[17]

6-Аминоурацил

СТ

11.00

8.63

2.37

[18]

5-Метокси-6-метилурацил

ПТ

9.38

9.62

0.24

[19]

5-Нитро-6-метилурацил

СТ

7.40

6.78

0.62

[15]

5,6-Диаминоурацил

ПТ

9.50

8.75

0.75

[20]

^а Методы определения: СТ - спектрофотометрическое титрование; КТ - кондуктометрическое титрование; ПТ-потенциометри-

ческое титрование.

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 92 № 2 2022

КИСЛОТНО-ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА 6-МЕТИЛУРАЦИЛ-5-КАРБОНИТРИЛА

183

Таблица 2. Химические сдвиги 6-метилурацил-5-кар-

бонитрила 1 в нейтральном и щелочном водном рас-

творе в сравнении с химическими сдвигами соли 2 из

первой фракции

Химический сдвиг, м. д.

№ атома

1-NaOH

C²

149.81

157.86

156.76

C⁴

161.83

166.78

164.26

C⁵

86.48

84.20

80.87

C⁶

163.83

173.04

171.24

C⁷

114.90

117.28

118.88

Рис. 2. Хроматограмма реакционной смеси после ме-

тилирования 6-метилурацил-5-карбонитрила 1 диме-

C⁸

18.45

20.87

22.43

тилсульфатом; пик 2 - исходное соединение 1, 1 - его

N¹

148.55

197.20

215.06

натриевая соль 2, 3, 4 - метилпроизводные 3, 4.

ся анион А, следовательно, введение различных

записаны спектры ЯМР ¹Н, ¹³С и ¹⁵N исходного

функциональных групп в положения 5 и 6 пири-

соединения и образца 1-NaOH в водном растворе.

мидинового кольца может существенно влиять на

При добавлении к водному раствору соединения

последовательность диссоциации производных

1 гидроксида натрия в мольном соотношении 1:1

урацила. Механизм диссоциации до конца не ис-

происходит существенное смещение в слабое поле

следован, в связи с чем актуально изучение кис-

сигналов атомов С², С⁴ и С⁶, а также N¹ (табл. 2).

лотно-основных свойств производных урацила.

Такие изменения в спектрах ЯМР свидетельству-

Для исследования кислотно-основных свойств

ют, видимо, об образовании анионных форм с от-

6-метилурацил-5-карбонитрила 1 были записаны

рывом протонов от атомов N¹ и N³ пиримидиново-

спектры поглощения его водных растворов при

го кольца (схема 2).

различных значениях pH (рис. 1). При возраста-

Для изучения механизма депротонирования

нии рН наблюдается увеличение интенсивности

соединения 1 в водных растворах были синтези-

полосы поглощения при 271 нм с батохромным

рованы его N¹- и N³-метилпроизводные. Ход ре-

смещением на 16 нм. Это обусловлено, вероятно,

акции контролировали методом ВЭЖХ. На рис. 2

образованием анионных форм соединения 1 или

приведена хроматограмма продуктов реакции ме-

его таутомерной перегруппировкой в водных рас-

тилирования. Как видно из рис. 2, образуются три

творах с рН > 7.

новых соединения, при этом в реакционной смеси

С целью изучения структурных изменений со-

присутствует неизрасходованное исходное соеди-

единения 1 в щелочных водных растворах были

нение.

Схема 2.

H⁺

OH^-

4 5

OH^-

O N

CH₃

N CH₃

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 92 № 2 2022

184

АХИЯРОВ и др.

м. д.

Рис. 3. Корреляционные спектры ЯМР {¹H, ¹⁵N} HMBC соединений из 3-й (а) и 4-й (б) фракций.

Синтезированные вещества фракционирова-

и в незначительной степени - с отрывом протона

ли методом полупрепаративной ВЭЖХ. Номера

от атома N³ (табл. 2).

фракций соответствуют пикам на хроматограмме

Данные спектров {¹H, ¹³C} HMBC 3-й фракции,

(рис. 2). При идентификации соединений мето-

в которых сигнал протонов метильной группы при

дом ЯМР спектроскопии установлено, что хими-

3.25 м. д. коррелирует с сигналами углеродных ато-

ческие сдвиги атомов углерода в спектре ЯМР ¹³С

мов С² (152.53 м. д.) и С⁶ (167.63 м. д.), свидетель-

соединения из 1-й фракции близки по значениям

ствуют об образовании 1,6-диметилурацил-5-кар-

с химическими сдвигами смеси соединения 1 с

бонитрила 3. Это подтверждается корреляциями в

NaOH в соотношении 1:1 (табл. 2). По сравнению

спектре {¹H, ¹⁵N} HMBC сигналов протонов обеих

с нейтральной формой соединения 1 (фракция 2)

метильных групп (2.45 и 3.25 м. д.) с сигналом ато-

в обоих спектрах наибольшие изменения происхо-

ма N¹ (147.06 м. д.) (рис. 3а).

дят у сигналов атомов С², С⁶ и N¹, сигнал атома

Анализ 4-й фракции методом спектроскопии

С⁴ изменяется в меньшей степени. Эти результаты

ЯМР показал в спектрах {¹H, ¹³C} HMBC взаи-

свидетельствуют об образовании натриевой соли

модействие между протонами метильной груп-

6-метилурацил-5-карбонитрила 2 (фракция 1) с

пы (3.05 м. д.) при атоме N³ и атомами углерода

преимущественным отрывом протона от атома N¹

С² (154.05) и С⁴(162.28 м. д.), а также протонов

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 92 № 2 2022

КИСЛОТНО-ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА 6-МЕТИЛУРАЦИЛ-5-КАРБОНИТРИЛА

185

Схема 3.

H₃C

Me₂SO₄

NaOH

CH₃

N CH₃

CH₃

метильной группы при атоме С⁶ (2.26 м. д.) с

N¹, сходство УФ спектров соединений 1 и 4 при

нитрильной группой (117.42 м. д.) и атомом С⁵

увеличении pH их водных растворов подтвержда-

(82.74 м. д.). В спектре ЯМР {¹H, ¹⁵N} HMBC на-

ет образование анионной формы соединения 1 с

блюдается корреляция между протонами метиль-

отрывом протона от атома азота N¹.

ной группы (3.05 м. д.) и атомом N³ (151.92 м. д.)

Методом спектрофотометрического титрования

(рис. 3б). Следовательно, в 4-й фракции находится

определены рK_асоединения 1 и его моно-N-ме-

3,6-диметилурацил-5-карбонитрил 4.

тилзамещенных (табл. 3) в водных растворах.

Образования соединения с метильными груп-

Поскольку константы диссоциации соединения

пами при атомах N¹ и N³ не наблюдалось. Реакция

1 определены впервые, сравнить их с литератур-

алкилирования соединения 1 диметилсульфатом в

ными данными не представляется возможным,

щелочном водном растворе приведена на схеме 3.

однако у близкого соединения - 2′-дезоксиури-

дин-5-карбонитрила - рK_а 6.47 [21], что немного

Для изучения последовательности диссоци-

меньше полученного нами значения рK_а для сое-

ации соединения 1 необходимо определить рK_а

динения 1.

его N-метилпроизводных. На рис. 4 представлены

наиболее характерные для выделенных продуктов

Исходя из полученных значений рK_а (табл. 3)

алкилирования УФ спектры в кислой, нейтраль-

можно предположить порядок диссоциации сое-

ной и щелочной средах (растворитель - вода).

динения 1: отрыв протона по первой ступени про-

исходит от атома N¹, по второй - от атома N³, рK_а

Максимум полосы поглощения в спектрах со-

7.23 и 7.87 соответственно.

единений 1 и 4 находится при 271 нм, при увели-

чении значений рН происходит смещение макси-

Полученные константы диссоциации соеди-

мума на 16 и 17 нм соответственно (рис. 4а, в). В

нения 1 и его метилпроизводных можно исполь-

спектре водного раствора соединения 3 (рис. 4б),

зовать при определении соотношения анионных

λmax 279 нм, с увеличением рН интенсивность

форм соединения 1 по системе уравнений (1) [22].

полосы поглощения уменьшается. Так как отрыв

протона в соединении 4 возможен только от атома

(1)

Здесь рK_а(3), pK_a(4) - константы диссоциации

соединений 3 и 4 - метилированных форм соеди-

Таблица 3. Значения рK_а соединений 1, 3, 4, найденные

нения 1; рK_а(1) - константа диссоциации 6-мети-

спектрофотометрическим методом в воде при 25°С

- мольные доли

лурацил-5-карбонитрила; x₁ и x₂

A-

Соединение

рK_а

λ_maxHA → λmax

анионных форм, образующиеся при диссоциации

7.00±0.02

271 → 287

метилпроизводных. Рассчитанные доли анионных

7.87±0.04

279 → 279

форм, образующиеся при отрыве протона от ато-

7.23±0.06

271 → 288

мов N¹ и N³, составляют 0.64 и 0.36 соответственно.

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 92 № 2 2022

186

АХИЯРОВ и др.

Таким образом, при исследовании кислотно-ос-

новного равновесия

6-метилурацил-5-карбони-

трила в водно-щелочных растворах методами УФ

и ЯМР спектроскопии с использованием синтези-

рованных N-метилзамещенных производных было

установлено, что по первой ступени происходит

отрыв протона от атома азота N¹, по второй сту-

пени - от атома азота N³. При этом соотношение

анионных форм составляет 2:1.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

В работе использовали реактивы: NaOH (Ч,

1310-58-3, Реахим), фиксанальный 0.1 М. рас-

твор HCl, КН₂РО₄квалификации ХЧ (7778-77-0,

ОАО «Реатэкс») и Na₂B₄O₇ (ХЧ, 12045-88-4, ОАО

«Реатэкс»). 6-Метилурацил-5-карбонитрил 1 син-

тезирован по методике [23, 24] с чистотой более

95% (ВЭЖХ).

Алкилирование соединения 1 диметилсульфа-

том проводили в водно-щелочных растворах по

методике [25]. За ходом реакции следили методом

ВЭЖХ. После прекращения реакции продукты

алкилирования фракционировали методом полу-

препаративной ВЭЖХ на хроматографе Стайер

(Аквилон, Россия) с использованием колон-

ки Pursuit C18 250×10.0 мм, 10 мкм. Элюент -

CH₃CN-H₂O, 10:90 (об.), скорость потока - 3 мл/

мин. Спектры ЯМР ¹Н и ¹³С записывали на им-

пульсном спектрометре Bruker Avance III, рабочие

частоты: 500.13 (¹Н), 125.47 (¹³С) и 50.67 МГц (¹⁵N)

с использованием 5 мм датчика с Z-градиентом

РАВВО при постоянной температуре (298 K) об-

разца в ДМСО-d₆. Химические сдвиги приведены

относительно сигналов растворителя. Химические

сдвиги ЯМР ¹⁵N приведены относительно сигнала

внешнего стандарта - жидкого аммиака. Спектры

поглощения в водных растворах при различных

рН записаны на спектрофотометре Shimadzu UV-

1800 в диапазоне 230-330 нм, кварцевые кюветы с

толщиной поглощающего слоя 1 см.

Значения рK_аопределяли спектрофотометриче-

ским методом [26] по формуле (2).

Рис. 4. УФ спектры водных растворов соединений:

(а) 1, 1 - рН 3.1, 2 - рН 7.0, 3 - рН 11.1; (б) 3, 1 - рН

^- -

(2)

3.0, 2 - рН 7.9, 3 - рН 11.0; (в) 4, 1 - рН 3.1, 2 - рН 7.1,

pH+lg

A−A

3 - рН 11.2.

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 92 № 2 2022

КИСЛОТНО-ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА 6-МЕТИЛУРАЦИЛ-5-КАРБОНИТРИЛА

187

Здесь А - оптическая плотность смеси нейтраль-

Иванов Сергей Петрович, ORCID: https://orcid.

ной молекулы и аниона; А^А-- оптическая плот-

org/0000-0002-1918-7210

ность анионной формы молекулы; А^НA- оптиче-

ФОНДОВАЯ ПОДДЕРЖКА

ская плотность нейтральной формы молекулы.

Для определения констант диссоциации ис-

Работа выполнена в рамках государствен-

пользовали буферные растворы, приготовленные

ных заданий Министерства науки и высшего

смешиванием 0.1 М. раствора KН₂РО₄ и 0.05 М.

образования

(№ AAAA-A20-120012090029-0 и

раствора Na₂B₄O₇. Значения рН регистрировали на

AAAA-A20-120012090026-9) с использованием

рН-метре рН-150МИ с использованием комбини-

оборудования Центров коллективного пользова-

рованного стеклянного электрода ЭСК-10307. На-

ния «Химия» и «Агидель» Уфимского федераль-

стройку электрода проводили методом двухточеч-

ного исследовательского центра РАН.

ной калибровки с использованием фиксанальных

стандартных буферных растворов, рН 6.86 и 9.18

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

(ЗАО НПИП «Уралхиминвест»), растворитель -

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

бидистиллят.

интересов.

Натриевая соль 6-метилурацил-5-карбони-

трила (2). Выход 0.011 г (11%). Спектр ЯМР ¹H

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

(ДМСО-d₆), δ, м. д.: 2.26 с (3Н, С⁶CН₃). Спектр

Мышкин В.А., Бакиров А.Б. Оксиметилурацил

ЯМР ¹³С (ДМСО-d₆), δ_С, м. д.: 22.43 (С⁶CН₃), 80.87

(Очерки экспериментальной фармакологии). Уфа:

(С⁵), 118.88 (С⁷), 156.76 (С²), 164.26 (С⁴) 171.24

ДАР, 2001. 218 с.

(C⁶). Спектр ЯМР ¹⁵N (ДМСО-d₆): δ_N 215.06 м. д.

Гимадиева А.Р., Мышкин В.А., Мустафин А.Г.,

(N¹).

Чернышенко Ю.Н., Фаттахов А.Х., Абдрахма-

1,6-Диметилурацил-5-карбонитрил (3). Вы-

нов И.Б., Толстиков Г.А. // Докл. АН. 2013. Т. 448. № 4.

ход 0.005 г (5%). Спектр ЯМР ¹H (ДМСО-d₆), δ,

С. 484. doi 10.7868/S0869565213040294; Gimadie-

м. д.: 2.45 с (3Н, С⁶CН₃), 3.25 с (3Н, N¹CН₃). Спектр

va A.R., Mustafin A.G., Chernyschenko Y.N., Fatta-

ЯМР ¹³С (ДМСО-d₆), δ_С, м. д.: 21.10 (С⁶CН₃), 33.52

khov A.K., Abdrakhmanov I.B., Myshkin V.A., Tolsti-

(N¹CH₃), 89.60 (С⁵), 117.05 (С⁷), 153.53 (С²), 164.69

kov G.A. // Doklady Biol. Sci. 2013. Vol. 448. N 1. P. 7.

(С⁴) 167.63 (C⁶). Спектр ЯМР ¹⁵N (ДМСО-d₆): δ_N

doi 10.1134/S0012496613010110

147.06 м. д. (N¹). Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 163.9

Кабальнова Н.Н., Грабовский С.А., Нугуманов Т.Р.,

(100) [M]^-.

Иванов С.П., Муринов Ю.И. // Изв. АН. Сер. хим.

2008. № 11. С. 2223; Kabalnova N.N., Grabov-

3,6-Диметилурацил-5-карбонитрил (4). Вы-

skiy S.A., Nugumanov T.R., Ivanov S.P., Murinov Y.I. //

ход 0.010 г (10%). Спектр ЯМР ¹H (ДМСО-d₆), δ,

Russ. Chem. Bull. 2008. Vol. 57. N 11. P. 2265. doi

м. д.: 2.26 с (3Н, С⁶CН₃), 3.05 с (3Н, N³CН₃). Спектр

10.1007/s11172-008-0318-y

ЯМР ¹³С (ДМСО-d₆), δ_С, м. д.: 20.81 (С⁶CН₃), 26.82

Якуповa Л.Р., Насибуллинa Р.А., Гимадиева А.Р., Са-

(N³CH₃), 82.74 (С⁵), 117.42 (С⁷), 154.05 (С²), 162.28

фиуллин Р.Л. // Кинетика и катализ. 2019. Т. 60. № 6.

(С⁴) 166.28 (C⁶). Спектр ЯМР ¹⁵N (ДМСО-d₆): δ_N

С. 763; Yakupova L.R., Nasibullina R.A., Gimadieva A.R.,

151.92 м. д. (N³). Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 163.9

Safiullin R.L. // Kinet. Catal. 2019. Vol. 60. N 6. P. 783.

(100) [M]^-.

doi 10.1134/S0453881119060169

Гимадиева А.Р., Чернышенко Ю.Н., Абрахма-

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

нов И.Б., Мустафин А.Г. Синтез, модификации и

биологическая активность урацилов, Уфа: Гилем,

Ахияров Айдар Айратович, ORCID: https://

2013. 176 с.

orcid.org/0000-0001-5852-8447

Suydam I.T., Boxer S.G. // Biochem. 2003. N 42.

Лобов Александр Николаевич, ORCID: https://

P. 12050. doi 10.1021/bi0352926

orcid.org/0000-0002-9223-508X

Watson M.D., Gai X.S., Gillies A.T., Brewer S.H.,

Черникова Инна Борисовна, ORCID: https://

Fenlon E.E. // J. Phys. Chem. (B). 2008. Vol. 112.

orcid.org/0000-0002-1773-855X

N 42. Р. 13188. doi 10.1021/jp8067238

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 92 № 2 2022

188

АХИЯРОВ и др.

Schmitz A.J. Hogle D.G., Gai, X.S., Fenlon E.E.,

Gen. Chem. 2018. Vol. 88. N 6. P. 1076. doi 10.1134/

Brewer S.H. Tucker M.J. J. // Phys. Chem. (B). 2016.

S107036321806004X

Vol. 120. N 35. P. 9387. doi 10.1021/acs.jpcb.6b07212

20.

Pfeiderer W. // Lieb. Ann. Chem. 1971. Bd 747. S. 111.

Jonas J., Gut J. // Collect. Czech. Chem. Commun.

doi 10.1002/jlac.19717470113

1962. Vol. 27. N 3. P. 716. doi 10.1135/cccc19620716

21.

Ishikawa R., Kojima C., Ono A., Kainosho M. // Magn.

10.

Ilyina M.G., Khamitov E.M., Ivanov S.P., Mustafin A.G.

Res. Chem. 2001. Vol. 39. P. 159. doi 10.1002/mrc.941

Khursan S.L. // J. Phys. Chem. (A). 2018. Vol. 122. N 1.

22.

Петрова С.Ф., Нугуманов Т.Р., Хазимуллина Ю.З.,

P. 341. doi 10.1021/acs.jpca.7b09330

Гимадиева А.Р., Иванов С.П. // ЖОХ. 2020. Т. 90.

11.

Pfleiderer W., Deiss H. // Isr. J. Chem. 1968. N 6. P. 603.

Вып. 5. С. 690. doi 10.31857/S0044460X20050054;

doi 10.1002/ijch.196800078

Petrova S.F., Nugumanov T.R., Khazimullina Y.Z.,

12.

Ilyina M.G., Khamitov E.M., Mustafin A.G., Khur-

Gimadieva A.R., Ivanov S.P. // Russ. J. Gen. Chem. 2020.

san S.L. // J. Mol. Graph. Model. 2018. Vol. 79. P. 65.

Vol. 90. N 5. P. 794. doi 10.1134/S1070363220050059

doi 10.1016/j.jmgm.2017.11.007

13.

Abdrakhimova G.S., Ovchinnikov M.Yu., Lobov A.N.,

23.

Wiley R.H., Yamamoto Yu. // J. Org. Chem. 1960.

Spirikhin L.V., Khursan S.L., Ivanov S.P. // J.

Vol. 25. N 11. P. 1906. doi 10.1021/jo01081a020

Mol. Struct. 2018. Vol. 1158. P. 51. doi 10.1016/j.

24.

Черникова И.Б., Сагадатова И.З., Юнусов М.С.,

molstruc.2018.01.013

Талипов Р.Ф. // ЖОрХ. 2019. Т. 55. Вып. 3. C. 380;

14.

Wittenburg E. // Chem. Ber. 1966. Bd 99. S. 2391. doi

Chernikova I.B., Sagadatova I.Z., Yunusov M.S., Tali-

10.1002/cber.19660990737

pov R.F. // Russ. J. Org. Chem. 2019. Vol. 55 N 3.

15.

Blank H.U., Fox J.J. // J. Heterocycl. Chem. 1970. Vol. 7.

P. 325. doi 10.1134/S1070428019030084

N 3. P. 735. doi 10.1002/jhet.5570070351

25.

Кривоногов В.П., Толстиков Г.А., Муринов Ю.И., За-

16.

Berens K., Shugar D. // Acta biochim. Pol. 1963.

рудий Ф.С., Лазарева Д.Н., Исмагилова А.Ф., Волко-

Vol. 10. N 1. P. 25.

ва С.С., Сахаутдинова Г.М., Спирихин Л.В., Абдрах-

17.

Wood J.K. // J. Chem. Soc. Trans. 1906. Vol. 89. P. 1831.

манов И.Б., Хисамутдинов Р.А., Кривоногова И.И. //

18.

Станкевич Э.И., Попелис Ю.Ю., Гринштейн Э.Э.,

Хим.-фарм. ж. 1993. Т. 27. № 2. С. 38; Krivono-

Озола А.Я., Дубур Г.Я. // ХГС. 1970. Т. 6 № 1. С. 122;

gov V.P., Tolstikov G.A., Murinov Yu.I., Zarudii F.S.,

Stankevich E.I., Popelis Yu.Yu., Grinshtein E.E.,

Lazareva D.N., Ismagilova A.F., Volkova S.S.,

Ozola A.Ya., Dubur G.Y. // Chem. Heterocycl. Compd.

Sakhautdinova G.M., Spirikhin L.V., Abdrakhmanov I.B.,

1970. Vol. 6. N 1. P. 116. doi 10.1007/BF00475441

19.

Петрова С.Ф., Нугуманов Т.Р., Спирихин Л.В.,

Krivonogova I.I. // Pharm. Chem. J. 1993. Vol. 27. N 2.

Муринов Ю.И., Иванов С.П. // ЖОХ. 2018. Т. 88.

P. 112. doi 10.1007/BF00781072

Вып. 6. С. 895; Petrova S.F., Nugumanov T.R.,

26.

Albert A., Serjeant E.P. Ionization constants of acids and

Spirikhin L.V., Murinov Y.I., Ivanov S.P. // Russ. J.

bases. London: Wiley, 1962. P. 179.

Acid-Basic Properties of 6-Methyluracil-5-carbonitrile

and Its N-Methyl Derivatives

A. A. Akhiyarov, A. N. Lobov, I. B. Chernikova, and S. P. Ivanov*

Ufa Institute of Chemistry, Ufa Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences, Ufa, 450054 Russia

*e-mail: ivanov_sp@anrb.ru

Received October 18, 2021; revised November 17, 2021; accepted November 18, 2021

The constants of acid-base equilibrium of 6-methyluracil-5-carbonitrile in water were determined spectropho-

tometrically. For the first time, 1,6-dimethyluracil-5-carbonitrile and 3,6-dimethyluracil-5-carbonitrile were

obtained, their structures were proved by ¹H, ¹³C and ¹⁵N NMR spectroscopy. Based on the pK_a values obtained

for all three compounds, the sequence of dissociation in the 6-methyluracil-5-carbonitrile molecule in alkaline

aqueous solutions was determined.

Keywords: uracil derivatives, acid-base equilibrium, 6-methyluracil-5-carbonitrile, alkylation

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 92 № 2 2022