4631370415

TAUTOMERIA ANALOGÓW URACYLI 421

ewidentnie określają trend wzrostu wartości momentu dipolowego wraz ze wzrostem liczby atomów siarki w cząsteczce uracylu, tak jak i miejsca jej usytuowania w pozycji amidowej lub ureidowej. Porównując wartości obliczonych momentów dipolowych, możemy przewidzieć wpływ polarności środowiska na stan równowagi tautomerycznej.

Według ustaleń Lesia i Adamowicza [7] 2- i 4-tiouracyl pozostają w formie ketotionowej zarówno w polarnym, jak i niepolamym rozpuszczalniku. Powodem jest wysoka stabilność tej formy, dodatkowo powiększona oddziaływaniem ze środowiskiem. Sytuacja zmienia się w serii alkilowych pochodnych tiouracyli. Na przykład 2-metylotiouracyl [7], którego moment dipolowy formy ketonowej wynosi 3,09 D, a formy enolowej 1,46 D, będzie miał w środowisku polarnym uprzywilejowaną formę ketonową. Forma enolowa tego związku, przeważająca w formie gazowej, będzie zastępowana w środowisku polarnym przez formę ketonową. Z kolei 4-mety-lotiouracyl [17] występuje w fazie gazowej (lub w słabo polarnym roztworze) w mieszaninie form ketonowej i enolowej, z przewagą formy enolowej. Obliczenia teoretyczne przewidują również, że słabo polarne środowisko stabilizuje formę enolową (związki O-alkilowane), podczas gdy silnie polarne środowisko sprzyja występowaniu form ketonowych (związki N-alkilo-wane).

Rozmieszczenie ładunków elektronowych w cząsteczkach tiouracyli wyznaczone zostało na podstawie obliczeń teoretycznych prowadzonych metodami semiempirycznymi 7T-HMO-LCAO [20-23], rc-SCF MO CI [24], CNDO/2 [2, 12, 25] oraz MNDO [13, 26].

Według Gellera, Pohorilli i Jaworskiego [12] podstawienie atomu siarki w miejsce atomu tlenu w cząsteczkach tiouracyli zwiększa ładunek na atomach węgla związanych z siarką i zmniejsza ładunek usytuowany na N-3 i C-5. Zastąpienie atomu tlenu przez atom siarki zmniejsza absolutną wartość ładunku na wszystkich atomach pierścienia pirymidynowego [13]. W wypadku 2,4-ditiouracylu ładunek na atomie S2 jest dużo większy niż na S4, natomiast ładunki na atomach NI i N3 są prawie równe. Zmniejszenie ładunku elektronowego na atomie N3 pierścienia 2-tiouracylu w porównaniu z uracylem zmienia jego reaktywność w reakcji alkilowania, przesuwając centrum ataku w tej reakcji z atomu azotu na atom siarki. Podobnie zmniejszenie ładunku elektronowego na C5 utrudnia zachodzenie reakcji substytucji elekt-rofilowej na tę pozycję w cząsteczkach tiouracyli.

Katritzky, Szafran i Stevens [5, 6] wyznaczyli powinowactwo do protonu dla wielu pochodnych tiouracyli. Tautomer z najniższym powinowactwem będzie dominował w fazie gazowej, podobnie jak tautomer o najniższej zasadowości przeważa w roztworach. Powinowactwo do protonu monoalkilo-wych pochodnych tiouracyli jest zazwyczaj wyższe niż odpowiednich ich di-metylowych pochodnych.