Самосборка и сорбция производных и аналогов урацила тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат наук Шаяхметова, Регина Халимовна

• Шаяхметова, Регина Халимовна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Шаяхметова, Регина Халимовна

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Физико-химические свойства производных урацила и его ближайших аналогов

1.2. Биологическая активность некоторых производных и аналогов урацила

1.3. Супрамолекулярные структуры и инженерия кристаллов

1.4. Специфические межмолекулярные контакты в инженерии кристаллов

1.4.1. Особая роль водородных связей в супрамолекулярной химии

1.4.2. п-п стэкинг-взаимодействие

1.5. Влияние специфических межмолекулярных взаимодействий на кристаллическую структуру производных и аналогов урацила

1.5.1. Сеточные Н-ассоциаты состоящие из димеров

1.5.2. Ленточные Н-ассоциаты состоящие из димеров

1.5.3. Н-ассоциаты из димеров, не являющиеся сетками или лентами

1.5.4. Н-ассоциаты без димеров

1.6. Экспериментальные и теоретические методы предсказания кристаллической структуры

ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Объекты исследования

2.2. Методика проведения квантово-химических расчетов

2.2.1. ИБО и N30 описание

2.3. Методика проведения молекулярно-динамических расчетов

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Моделирование самосборки в рамках квантовой химии

3.1.1. Специфические межмолекулярные взаимодействия в супрамолекулярной структуре 5-гидрокси-6-метилурацила

3.2. Моделирование самосборки 5-гидрокси-6-метилурацил в рамках электростатического потенциала

3.3. Самосборка урацила, 5-фторурацила, 5-хлорурацила, 5-бромурацила, 6-метилурацила, циануровой кислоты, меламина

3.4. Моделирование ассоциатов 5-гидрокси-6-метилурацила с учетом растворителя

3.4. Моделирование в рамках молекулярной динамики

3.4.1. Самосборка урацила на поверхности графена

3.4.2. Модифицирование поверхности графена меламином, лактимной и лактамной формой циануровой кислоты

3.4.3. Сорбция оптических изомеров пропранолола на модифицированном урацилом графене

3.4.4. Сравнение сорбционной способности урацила, меламина и циануровой кислоты по отношению к молекулам пропранолола

Выводы

ЛИТЕРАТУРА

Приложение 1. Энтальпия, энергия Гиббса, значение sign(i2)o межмолекулярной водородной связи, дипольные моменты, группы симметрии по Шенфлису ассоциатов урацила, 5-фторурацила, 5-хлорурацила, 5-бромурацила, 6-метилурацила

Приложение 2. ESP анализ ассоциатов урацила, 5-фторурацила, 5-хлорурацила, 5-бромурацила, 6-метилурацила, меламина и циануровой кислоты

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Самосборка и сорбция производных и аналогов урацила»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы

Супрамолекулярные структуры изучаются в областях фундаментальной и прикладной химии и могут быть использованы в качестве модификаторов поверхностей с целью придания им новых функциональных возможностей. Азотсодержащие гетероциклические соединения, такие как урацил, меламин, циануровая кислота, имеющие электронодонорные заместители используются для архитектуры супрамолекулярных структур и являются перспективными объектами для изучения процесса самосборки.

Известно, что модифицирование поверхности сорбентов различной природы некоторыми производными и аналогами урацила приводит к повышению их адсорбционной активности по отношению к разным классам органических соединений. Эти изменения обусловлены самосборкой на поверхности сорбента супрамолекулярных агрегатов. Недавние исследования показали, что возможно хроматографическое разделение оптических изомеров, в частности пропранолола, на углеродсодержащих сорбентах, модифицированных супрамолекулярными структурами меламина, циануровой кислоты, урацила. Природа разделения энантиомеров на сорбентах, модифицированных нехиральными молекулами урацила, меламина и циануровой кислотой не изучена. Предполагается, что образование супрамолекулярных ассоциатов на поверхности сорбента приводит к появлению топологической хиральности. Задача распознавания и определения оптических изомеров лекарственных веществ является актуальной, так как физиологическая активность оптически активных соединений зависит от вида изомера или L-) вплоть до того, что разные энантиомеры могут иметь противоположные свойства.

Изучение процесса самосборки производных и аналогов урацила необходимо для понимания их самоорганизации с целью создания материалов с заданными свойствами. Данные о предпочтительных межмолекулярных взаимодействиях и ряды относительной устойчивости ассоциатов производных и аналогов урацила

полезны для более глубокого понимания структурных особенностей исследуемых веществ в кристаллической фазе.

Симуляция самосборки производных и аналогов урацила на поверхности графена актуальна для создания модели поверхности модифицированного угольно-пастового электрода. Полученные модели необходимы для изучения природы взаимодействия оптических изомеров с модифицированными поверхностями угольно-пастового электрода, графитированной сажи.

Работа выполнена при поддержке проекта №4.299.2014/К, исполняемого в рамках проектной части государственного задания Минобрнауки РФ в сфере научной деятельности.

Цель настоящей работы

Установление закономерностей процесса самосборки производных и аналогов урацила. Разработка молекулярно-динамической модели поверхности модифицированного угольно-пастового электрода.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Квантово-химический расчет термодинамических параметров различных ассоциатов производных урацила с целью получения рядов относительной устойчивости исследуемых структур на основе анализа значений энтальпий ассоциации. Количественное определение электростатического потенциала электронодонорных и электроноакцепторных заместителей в исследуемых молекулах для выявления предпочтительных межмолекулярных взаимодействий.

2. Молекулярно-динамическое моделирование процесса самосборки урацила, циануровой кислоты и меламина на поверхности графена. Создание модели поверхности модифицированного угольно-пастового электрода.

3. Молекулярно-динамическое моделирование сорбции оптических изомеров модельного соединения - пропранолола на модифицированном и немодифицированном графене.

4. Моделирование сорбции пропранолола из водного раствора на системах меламин-графен, урацил-графен, циануровая кислота-графен, сравнение

сорбционной способности путем сопоставления количества водородных связей между молекулами модификатора и пропранолола.

Методология и методы исследования

Квантово-химические расчеты проводили с помощью программного пакета Gaussian09, в качестве основного приближения использовали гибридный функционал TPSSh в сочетании с базисным набором тройного валентного расщепления TZVP. Данное приближение характеризуется сравнительно небольшими величинами ошибки суперпозиции базисного набора (BSSE) и является достаточно ресурсоемким для изучения ассоциатов производных и аналогов урацила. Функционал TPSSh в литературе успешно используется для описания систем, содержащих межмолекулярные связи. Анализ приведенного градиента плотности (RDG) и электростатического потенциала на молекулярной Ван-дер-Ваальсовой поверхности проводили в программе Multiwfn. Для визуализации областей межмолекулярных взаимодействий и ESP карты на VdW-поверхности использовали программу VMD и Chemcraft.

Молекулярно-динамические симуляции выполнены с помощью программного пакета GROMACS c использованием силового поля GROMOS96 54a7. Топологии для всех структур генерировали с помощью сервиса ATB.

Научная новизна и научно-практическая значимость

1. Методами квантовой химии изучена относительная стабильность ассоциатов 5-фторурацила, 5-бромурацила, 5-хлорурацила, 6-метилурацила, 5-гидрокси-6-метилурацила. Рассчитана сила межмолекулярных взаимодействий в исследуемых структурах в терминах приведенного градиента плотности (RDG). Предложены закономерности их самосборки.

2. Методом молекулярной динамики выполнено моделирование процесса самосборки урацила, меламина и циануровой кислоты на поверхности графена. Разработана модель поверхности модифицированного угольно-пастового электрода, ранее не известная в литературе и представляющая собой графен, модифицированный монослоем исследуемых молекул.

3. Посредством молекулярно-динамического моделирования установлена различная прочность связывания энантиомеров пропранолола с модифицированной урацилом поверхностью графена, хотя процессы взаимодействия энантиомеров пропранолола с поверхностью графена идентичны. Показано что полученные данные коррелируют с вольтамперометрическими параметрами чувствительности на угольно-пастовых электродах.

Найденные значения величин энтальпий ассоциации могут быть использованы для установления рядов устойчивости ассоциатов производных урацила и полезны для более глубокого понимания структурных особенностей исследуемых веществ в кристаллической фазе.

Модель модифицированного графена рекомендована для дальнейшего изучения сорбции различных веществ и выяснения природы взаимодействия оптических изомеров с модифицированными поверхностями угольно-пастового электрода и графитированной сажи в условиях газовой хроматографии. Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты квантово-химических расчетов термодинамических параметров различных ассоциатов ряда производных урацила. Ряды относительной устойчивости исследуемых структур полученные на основе анализа значений энтальпий ассоциации. Предпочтительные межмолекулярные взаимодействия в исследуемых молекулах в терминах количественного электростатического потенциала.

2. Разработанная молекулярно-динамическая модель поверхности модифицированного угольно-пастового электрода.

3. Результаты симуляции сорбции оптических изомеров модельного соединения пропранолол на модифицированном и немодифицированном графене.

4. Моделирование сорбции пропранолола из водного раствора на системах меламин-графен, урацил-графен, циануровая кислота-графен, сравнение сорбционной способности путем сопоставления количества водородных связей между молекулами модификатора и пропранолола.

Апробация результатов работы

Результаты работы были доложены и обсуждены на VII Международной школе-конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Фундаментальная математика и её приложения в естествознании». Уфа, 2014; VII Всероссийской молодежной школе конференции «Квантово-химические расчеты: структура и реакционная способность органических и неорганических молекул». Иваново, 2015; Всероссийской молодежной конференции «Достижения молодых ученых: химические науки». Уфа, 2015; XXVIII Симпозиуме Современная химическая физика. Туапсе, 2016; VI Всероссийской научно-практической конференции студентов, магистрантов, аспирантов «Иностранный язык в профессиональной коммуникации». Уфа, 2016; Всероссийской конференции по квантовой и математической химии. Уфа, 2017.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 16 работ: 6 - из списка рецензируемых журналов, рекомендованных ВАК (3 статьи включены в базы Web of Science и Scopus), 10 - в сборниках материалов и тезисов научных конференции.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1. Физико-химические свойства производных урацила и его ближайших

аналогов

Азотсодержащие гетероциклические соединения по своему разнообразию составляют значительную часть гетероциклических веществ и играют существенную роль в жизненных процессах, протекающих в природе. Так, одним из родоначальников большой группы этих веществ, с давних пор, привлекающих большое внимание, является пиримидин. Систематическое изучение этого вещества и его производных были начаты А. Пиннером еще на заре становления органической химии в конце 19 столетия. В ходе последующих исследований была подтверждена жизненно важная роль веществ с подобной структурой во многих биологических процессах. Циклическое пиримидиновое кольцо как элемент соответствующих пиримидиновых и пуриновых оснований является составным звеном в структуре ДНК и РНК, входит в состав некоторых витаминов и коэнзимов, мочевой кислоты и других пуринов. Широкий ряд этого круга веществ нашел приложение в качестве лекарственных веществ. Но если в 50-е годы прошлого столетия реально имелось всего 2 препарата из веществ этого ряда (барбитуровая кислота и сульфодиазин), то в настоящее время их число значительно выросло, в первую очередь за счет разработки доступных способов синтеза 6-метилурацила. В этом большая заслуга Н.В. Лазарева, проделавшего кропотливую и основательную работу в изучении производных пиримидинов. Благодаря этому удалось выяснить, что эти вещества сочетают способность стимулировать иммунобиологические свойства организма при весьма низкой токсичности. При этом они оказывают положительное поливалентное воздействие на организм, стимулируют нуклеиновый и белковый обмен, ускоряют клеточный рост и размножение, вызывают противовоспалительное действие, повышают иммунитет. Все это послужило поводом для целенаправленных исследований в этой области, интерес к которым не ослабевает и в настоящее время. В большой степени это вызвано разнообразной биологической активностью подобных веществ, что дает

гарантию получения синтетических аналогов, как потенциальных хемотерапевтических средств. В первую очередь это обусловлено тем, что спектр фармакологической активности урацилов очень значителен. Это связано с их структурной схожестью с пиримидиновыми основаниями, нуклеозидами и нуклеотидами, играющими определяющую роль в механизмах наследственности и обмена веществ. Следует отметить, что на основе урацильных соединений в медицинской практике используются противоопухолевые (фторурацил, фторафур, цитарабин, гемцитабин, допан), противовирусные (эмивирин, S-DABO, аналоги НЕРТ, азидотимидин, ставудин, идоксуридин, ламивудин), стимуляторы метаболических процессов (метилурацил, пентоксил, оксиметилурацил, пропилтиоурацил, метилтиоурацил), противогрибковые (флуцитозин), противолепрозные (диуцифон), антидепрессантные, антиоксидантные и с другими свойствами препараты. Значение этих средств для лечения человека трудно переоценить. И в настоящее время исследованиями урацилов занимаются научные лаборатории многих университетов, академических учреждений, фармацевтических компаний. Современными исследованиями выявлены такие свойства урацилов, как способность образовывать разнообразные комплексы и супрамолекулярные соединения [1]. Из сравнения пиримидинового кольца с бензольным видно, что в пиримидине отсутствует свойственная бензолу равноценность всех составляющих его молекулу звеньев.

Для 1,3-пиримидина, подобно пиридину, характерна 6п-электронная ароматическая система, поэтому его цикл обладает повышенной устойчивостью.

В пиримидиновом кольце налицо смещение электронного облака к гетероатомам кольца, вследствие чего электронная плотность у углеродных атомов понижена. В наибольшей степени это сказывается на а- и у- углеродных атомах (С-2, С-4, С-6), в меньшей степени на углероде в Р-положении (атом углерода С-5). Все это обуславливает неравноценность составляющих пиримидиновую систему звеньев, что находит свое выражение как в том, что положение 5 резко отличается от положений 2, 4, 6 по своей реакционной способности, так и в том, что одни и те

же заместители ведут себя по-разному в зависимости от того, в каком месте пиримидинового ядра они находятся [2].

Атомы азота в sр2-гибридизованном состоянии довольно прочно удерживают неподеленную электронную пару, в связи с чем пиримидин проявляет свойства очень слабого основания.

Незамещенный 1,3-пиримидин имеет дефицит п-электронов из-за наличия электроотрицательных атомов азота. Атомы азота имеют повышенную электронную плотность. Атомы углерода С-2, С-4 и С-6 характеризуются уменьшенной электронной плотностью по сравнению с атомом С-5 [3].

+0.27

н

-0.62 О

-0.63

N

+0.26 +0.41

+013 Н Н. -1.06, N

+0.32

Н^

+0.27

N

-0.63

-0.38 +0.13

^Н

+0.27

О

-0.63

+0.92++0Н27

-0.45 +0.24

N

1.03

Н

+0.29

Н

+0.40

Рисунок 1.1. Распределение электронной плотности пиримидина и урацила [1].

Урацил имеет схожее с пиримидином распределение электронной плотности. Однако, за счет взаимодействия п-электронов молекулы урацила с атомами кислорода дефицит их еще более выражен, так атом углерода С-5 в молекуле урацила - единственный углеродный центр, чувствительный к атаке электрофилов [4, 5].

Такое распределение электронной плотности в кольце определяет химические свойства урацила и его производных. Производные урацила могут реагировать как с электрофильными, так и нуклеофильными реагентами. Под действием депротонирующего реагента в молекуле урацила происходит перераспределение электронной плотности. В результате чего при атаке электрофильного реагента образуется смесь продуктов № и О-замещения. После начального депротонирования урацила электрофилы главным образом атакуют атомы азота, кислорода и углерода С-5. В результате распределения

отрицательного заряда в кольце в основном образуется смесь продуктов N-1- и О-2-замещения. В случае объемных заместителей преобладает О-замещение. При использовании избытка депротонирующего агента и электрофильного реагента образуются продукты N-3- и О-4-замещения. В присутствии кислот Льюиса О-замещенные производные перегруппировываются в соответствующие N производные (схема 1)[6].

Е

Схема 1

Атом углерода С-5 в 6-замещенных урацилах также может реагировать с электрофилами. Замещение возможно благодаря сопряжению неподеленной электронной пары атома азота N-1 с двойной связью С5=С6. Электронно-донорные группы в положениях N-1, N-3 и С-6 способствуют протеканию реакции (схема 2)[6].

НИИ Схема 2

Нуклеофилы атакуют двойную связь С5=С6 в положение 6. Хорошо уходящая группа у атома С-5 при этом может элиминировать или в избытке нуклеофила замещаться. В результате получается смесь 5- и 6-замещенных производных (схема 3) [6].

И И Н

Схема 3

Карбонильные атомы углерода также чувствительны действию нуклеофилов (схема 4) [6].

Схема 4

1.2. Биологическая активность некоторых производных и аналогов урацила

Соединения пиримидиновой природы составляют существенную часть современного арсенала лекарственных средств. Спектр фармакологической активности этих веществ достаточно широк и в значительной степени определяется их структурной близостью к эндогенным пиримидиновым основаниям, нуклеозидам и нуклеотидам, имеющим первостепенное значение в механизмах наследственности и обмена веществ [7, 8].

Идея поиска лекарственных средств среди соединений, близких по структуре к природным пиримидинам - урацилу, тимину и цитозину, принадлежит проф. Н.В. Лазареву.

Первыми для лечения алейкии (для стимуляции лейкопоэза) были синтезированы 6-метилурацил (1946 г.) и пентоксил (5-гидроксиметил- 6-метилурацил). В ходе дальнейших исследований соединений были выявлены и другие свойства - повышать фагоцитоз, резистентность к инфекции, поствакцинальный иммунитет, стимулировать репаративные процессы, оказывать противовоспалительное действие, вызывать анаболический и антикатаболический эффект и другие.

С тех пор синтезированы и изучены многие производные пиримидина. У пиримидинов обнаружены новые интересные свойства - антитоксические и антиоксидантные, мембраностабилизирующие, иммуномодулирующие и другие.

Производные пиримидина нашли применение во многих областях медицины.

Пиримидиновые соединения - преимущественно производные урацила, тимина и цитозина, содержащие дополнительные заместители в пиримидиновом ядре, очень часто выступают в роли антиметаболитов и ингибиторов вирусспецифических ферментов [7].

5-Гидрокси-6-метилурацил (оксиметилурацил, имурег) впервые синтезирован Р.С. Карлинской в лаборатории Н.В. Хромова-Борисова, а позднее ресинтезирован по оригинальной методике д.х.н. В.П. Кривоноговым в Институте органической химии УНЦ РАН.

15

О

Л/ОН

HN

л X

О^ N СН3 Н

Приказом Министра здравоохранения и медицинской промышленности РФ № 302 от 29 июля 1996 года препарат «Оксиметилурацил» разрешен для применения в медицинской практике и к промышленному производству.

Всесторонне фармакологические свойства оксиметилурацила были изучены проф. В.А. Мышкиным [8-10]. Помимо иммуностимулирующих свойств у оксиметилурацила выявлены и другие важные свойства: антиоксидантное, антитоксическое, анаболическое, антигипоксическое, кардиотоническое, гепато-, панкрео- и радиопротекторное, противоспалительное, мембраностабилизирующее и др.

Таблица 1.1. Острая токсичность оксиметилурацила и метилурацила для животных [8].

Соединение Вид LD50, г/кг

животных в/брюшинно подкожно внутрь

Оксиметилурацил Мыши 1.95 (1.5^2.5) 3.7 (2.7^4.8) >10.0

Крысы 1.7 (1.2^2.4) 2.9 (2.1^4.1) >6.0

Метилурацил Мыши 2.7 (1.9^3.7) 3.0 (2.1^4.2) >10.0

Крысы 2.5 (1.8^3.4) 3.4 (2.2^5.1) >6.0

Оксиметилурацил обладает высокой антиоксидантной активностью, что было установлено на различных моделях.

Метилурацил имеет отрицательное значение константы К7 (табл. 1.2), что может свидетельствовать об усилении им интенсивности свободно-радикального окисления [8] Оксиметилурацил не только ингибирует свободно-радикальное окисление, но и усиливает активность антиоксидантных ферментов (СОД, ГП, каталазы) [10].

С антиоксидантным действием оксиметилурацила связан ряд других его свойств: противовоспалительное, мембраностабилизирующее. панкрео- и

гепатопротекторное, антитоксическое действие [8, 10].

Таблица 1.2. Константы скорости взаимодействия перекисных радикалов с оксиметилурацилом в системе инициированного окисления этилбензола [8].

Соединение Константа K7 (лмоль-1с-1) K7 соед./ K7 ионола

Оксиметилурацил -(3.0±0.9)10 -1.310-3

Метилурацил (2.6±0.3)104 1.13

Ионол (2.3±0.6)104 1

Таблица 1.3. Антиоксидантная активность (АОА) производных пиримидина в модельных системах перекисного окисления липидов [8].

Соединение АОА, %

Спонтанное ПОЛ Неферментное ПОЛ Ферментное ПОЛ

Оксиметилурацил 36.0 - 53.0

Метилурацил 63.0 32.9 51.0

Ионол 96.0 100.0 70.3

Меламин слаботоксичен, кратковременная летальная доза меламина составляет более 3 г на килограмм веса тела и находится на одном уровне с обычной поваренной солью [11]. Ученые из США по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) выяснили что, когда меламин и циануровая кислота попадают в кровоток, они концентрируются и взаимодействуют в заполненных мочой почечных канальцах, затем кристаллизуются и образуют большое количество круглых желтых кристаллов, которые, в свою очередь, блокируют и повреждают почечные клетки, что приводит к сбоям в работе почек.

Средняя оральная смертельная доза (LD50) для меламина составляет 3248 мг/кг на основе данных для крыс. Меламин также является раздражителем дыхательных путей, кожных покровов и органов зрения. Кожный LD50 составляет

1000 мг/кг для кроликов [12]. Исследование исследователей СССР в 1980-х предположило, что цианурат меламина, обычно используемый в качестве огнезащиты, [13] мог быть более токсичным, чем меламин или циануровая кислота [14]. Для крыс и мышей, LD50 цианурата меламина составляет 4.1 г/кг (при введение в желудок) и 3.5 г/кг (через ингаляцию), по сравнению с 6.0 и 4.3 г/кг для меламина и 7.7 и 3.4 г/кг для циануровой кислоты, соответственно.

Исследование токсикологии у животных, проводимых после отзывов загрязненного корма для животных пришло к заключению, что комбинация меламина и циануровой кислоты в диете действительно приводит к острой почечной недостаточности у кошек [15]. Подобные результаты были показаны в работе [16] и в эксперименте с крысами. Исследование, проведенное в 2010 году в Университете Ланьчжоу, объясняло почечную недостаточность у людей, вследствие накопления мочевого кислотного камня после приема меламина, что приводило к быстрой агрегации метаболитов, таких как диамид циануровой кислоты (аммелин) и циануровая кислота [17]. Исследование, проведенное в 2013 году, показало, что меламин может метаболизироваться в циануровую кислоту кишечными бактериями. В частности, бактерия Klebsiella terrigena была определена как фактор токсичности меламина. Было показано, что Klebsiella terrigena непосредственно превращает меламин в циануровую кислоту. Циануровая кислота была обнаружена в почках крыс, которым вводили только меламин, и концентрация после колонизации Klebsiella была увеличена [18].

Проглатывание меламина может привести к репродуктивным повреждениям, к образованию камней в мочевом пузыре или почках, что может привести к раку мочевого пузыря [13, 19-21].

1.3. Супрамолекулярные структуры и инженерия кристаллов

В молекулярной химии основной строительный блок (или тектон) - это атом. Атомы взаимодействуют друг с другом, образуя молекулы с ковалентными связями. В супрамолекулярной химии, говоря очень упрощенно, процесс

самосборки кристаллов эквивалентен процессу образования молекулы из атомов в молекулярной химии. В этом случае строительными блоками - тектонами -являются уже молекулы (а также ионы), причем при взаимодействии друг с другом молекулы образуют связи нековалентной природы и дают в растворах кристаллы или агрегаты всевозможных форм (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Примеры правильных конфигураций в кристаллических веществах и

Процесс кристаллизации, по определению, - это процесс самосборки в том смысле, что молекулы компонента (кристаллические или супрамолекулярные тектоны) должны сами найти и узнать друг друга в растворе, а также принять оптимальную взаимную ориентацию в рамках отведенного времени. Образовавшийся агрегат, будучи уже ансамблем, должен продолжать поиск других аналогичных тектонов. В конце концов, этот процесс приведет к образованию упорядоченного зародыша кристаллизации, обладающего некоторой

рапОДопа

природных формах [22].

стабильностью. В книге [22] приведено четкое различие между самосборкой кристалла и самосборкой в растворе:

•Самосборка кристалла - неравновесный процесс, в ходе которого конечная структура материала определяется как кинетическими, так и термодинамическими факторами. Эта структура в большинстве случаев зависит от условий кристаллизации; при этом, как правило, образуются полиморфные структуры (кристаллы, составленные из одинаковых тектонов, но упакованных различным образом). Структуры, которые образуются быстро, могут доминировать над другими структурами, даже если последние более стабильны.

•Самосборка в растворе - термодинамически контролируемая равновесная реакция, в ходе которой компоненты способны проходить через целый ряд возможных структур до тех пор, пока не сформируется структура, обладающая максимальной устойчивостью. Реакция протекает в течение бесконечно большого промежутка времени, поэтому возможные «ошибки» в составлении «ансамбля» могут быть «исправлены» в процессе распада комплекса, а затем - повторного комплексообразования.

Синтез молекул и синтез кристаллов отличаются друг от друга, как масштабами, так и многообразием. Что касается масштаба, то атомы и молекулы представляют собой микроскопические частицы, поведение которых подчиняется квантово-механическим законам. Кристаллы же являются макроскопическими объектами, обладающими дальним порядком и объемными свойствами (электрическая проводимость, теплоемкость и т.п.). Что же касается многообразия, то ковалентная связь представляет собой сложное, достаточно хорошо изученное взаимодействие, характеризующееся высокой прочностью на небольших расстояниях, направленностью и синтетической гибкостью. Синтез кристаллов представляет собой значительно более сложный для управления процесс, поскольку включает в себя манипулирование синергетической системой, в которой имеют место взаимодействия как дальнего, так и ближнего порядка. Некоторые из них быстро ослабевают с увеличением расстояния (например, энергия индукционных и дисперсионных взаимодействий убывает обратно

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шаяхметова, Регина Халимовна, 2018 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Синтез, модификация и биологическая активность урацилов. / Гимадиева А. Р., Чернышенко Ю. Н., Абдрахманов И. Б., Мустафин А. Г. - Уфа: Гилем, 2013.

2. Кривоногов В. П., Абдрахманов И. Б., Сивкова Г. А., Козлова Г. Г., Афзалетдинова Н. Г. Связь химического строения и активность производных пиримидина // Тез. докл. на конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов // Тез. докл. на конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов. . -2000. - C. 34-38.

3. Undheim Е., Benneche О. Pyrimidines and Their Benzo Derivatives in Comprehensive Heterocyclic Chemistry VI // Katritzky, A.R.; Rees, C.W; Scriven, E.F., Eds. 5th ed.; Pergamon. - 1996. - C. 97.

4. Shishkin O., Gorb L., Leszczynski J. Modeling of the Hydration Shell of Uracil and Thymine // International Journal of Molecular Sciences. - 2000. - T. 1, № 2. - C. 17.

5. Boncel S., Gondela A., Walczak K. Michael-type Addition as a Convenient Method for Regioselective N-Alkylation of Ambident Uracils // Synthesis. - 2010. - T. 2010, № 10. - C. 1573-1589.

6. Slawomir B., Andrzej G., Krzysztof W. Uracil as a Target for Nucleophilic and Electrophilic Reagents // Current Organic Synthesis. - 2008. - T. 5, № 4. - C. 365-396.

7. Солодунова Г. Н. Синтез новых ациклических нуклеозидных аналогов на основе 5-аминозамещенных производных урацила. - Пятигорск, 2005. - 104 c.

8. Оксиметилурацил (очерки экспериментальной фармакологии). / Мышкин В. А., Бакиров А. Б. - Уфа 2001. - 218 с.

9. Коррекция перекисного окисления липидов при экспе-риментальных интоксикациях различными химическими веществами. / Мышкин В. А. - Уфа, 2010. - 393 с.

10. Иммурег /Лазарева Д. Н., Алехин Е. К., Плечев В., Тимербулатов В. М., Плечева Д. В. - Уфа: БГМУ. НПО «Башбиомед», 2004.

11. Bradley D. Melamine in Milk // Sciencebase - Freelance Science Writer. - 2008.

12. National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database; CID=7955. - 2018. - URL: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/7955

13. Techno Brief: Melamine Compounds as Flame Retardants. - 2012. - URL: https://polymer-additives.specialchem.com/selection-guide/melamine-compounds-as-flame-retardants/melamine-derivatives?id=4004.

14. Toxicological characteristics of melamine cyanurate, melamine and cyanuric acid. / Babayan E. A., Aleksandryan A. V., 1985. - 345-349 c.

15. Puschner B., Poppenga R. H., Lowenstine L. J., Filigenzi M. S., Pesavento P. A. Assessment of Melamine and Cyanuric Acid Toxicity in Cats // Journal of Veterinary Diagnostic Investigation. - 2007. - T. 19, № 6. - C. 616-624.

16. Dobson R. L. M., Motlagh S., Quijano M., Cambron R. T., Baker T. R., Pullen A. M., Regg B. T., Bigalow-Kern A. S., Vennard T., Fix A., Reimschuessel R., Overmann G., Shan Y., Daston G. P. Identification and Characterization of Toxicity of Contaminants in Pet Food Leading to an Outbreak of Renal Toxicity in Cats and Dogs // Toxicological Sciences. - 2008. - T. 106, № 1. - C. 251-262.

17. Zhang X., Bai J., Ma P., Ma J., Wan J., Jiang B. Melamine-induced infant urinary calculi: a report on 24 cases and a 1-year follow-up // Urological Research. - 2010. - T. 38, № 5. - C. 391-395.

18. Zheng X., Zhao A., Xie G., Chi Y., Zhao L., Li H., Wang C., Bao Y., Jia W., Luther M., Su M., Nicholson J. K., Jia W. Melamine-Induced Renal Toxicity Is Mediated by the Gut Microbiota // Science Translational Medicine. - 2013. - T. 5, № 172. - C. 172ra22 -172ra22.

19. Melamine. The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). -. -URL: https: //www.cdc.gov/niosh/ipcsneng/neng 1154.html.

20. Melamine. Chemical Sampling Information. . -. - URL: https://www.osha. gov/dts/chemicalsampling/data/CH 250440.html.

21. Heck H. d. A., Tyl R. W. The induction of bladder stones by terephthalic acid, dimethyl terephthalate, and melamine (2,4,6-triamino-s-triazine) and its relevance to risk assessment // Regulatory Toxicology and Pharmacology. - 1985. - T. 5, № 3. - C. 294313.

22. Супрамолекулярная химия. / Стид Д. В., Этвуд Д. Л. - Москва: ИКЦ «Академкнига», 2007.

23. Braga D., Grepioni F., Desiraju G. R. Crystal Engineering and Organometallic Architecture // Chemical Reviews. - 1998. - T. 98, № 4. - C. 1375-1405.

24. Зоркий П. М. // Кристаллография. - 1968. - T. Т. 13. . - C. С. 26.

25. II Физическая химия. Современные проблемы. / Зоркий П. М.: Ред. Я.М. Колотыркин. М.: Химия, 1982. - 134 с.

26. Молекулярные кристаллы. / Китайгородский А. И. - Москва: Наука, 1971. - 424 с.

27. Тимофеева Т. В., Черникова Н. Ю., Зоркий П. М. // Успехи химии. - 1980. - T. Т. 49. - C. С. 966.

28. Масунов А. Э., Грищенко С. И., Зоркий П. М. // Журн. физ. химии. - 1992. - T. Т. 66. - C. С. 46.

29. Масунов А. Э., Грищенко С. И., Зоркий П. М. Влияние специфических межмолекулярных взаимодействий на кристаллическую структуру, производные и аналоги урацила // Журнал физической химии. - 1993. - T. 63, № 2. - C. 221-239.

30. Stewart R. F., Jensen L. H. Redetermination of the crystal structure of uracil // Acta Crystallographica. - 1967. - T. 23, № 6. - C. 1102-1105.

31. Green D. W., Mathews F. S., Rich A. The Crystal and Molecular Structure of N-Methyluracil // Journal of Biological Chemistry. - 1962. - T. 237, № 11. - C. PC3573 -PC3575.

32. Kvick Â., Koetzle T. F., Thomas R. Hydrogen bond studies. 89. A neutron diffraction study of hydrogen bonding in 1-methylthymine // The Journal of Chemical Physics. -1974. - T. 61, № 7. - C. 2711-2719.

33. Hawkinson S. 1-Methyl-4-thiouracil // Acta Crystallographica Section B. - 1975. -T. 31, № 8. - C. 2153-2156.

34. Reck G., Kretschmer R.-G., Kutschabsky L., Pritzkow W. POSIT - a method for structure determination of small partially known molecules from powder diffraction data.Structure of 6-methyl-1,2,3,4-tetrahydropyrimidine-2,4-dione (6-methyluracil) // Acta Crystallographica Section A. - 1988. - T. 44, № 4. - C. 417-421.

35. Destro R., Marsh R. E. The crystal structure of 6-methyluracil-5-acetic acid // Acta Crystallographica Section B. - 1972. - T. 28, № 10. - C. 2971-2977.

36. Parthasarathy R., Srikrishnan T. A new pattern of hydrogen bonding between perpendicular bases in the crystal structure of 5-nitro-6-methyluracil // Acta Crystallographica Section B. - 1977. - T. 33, № 6. - C. 1749-1753.

37. Bolton W. The crystal structure of anhydrous dilituric acid // Acta Crystallographica. - 1963. - T. 16, № 10. - C. 950-956.

38. Shibata M., Takenaka A., Sasada Y. Structure of 1-(2-hydroxyethyl)uracil // Acta Crystallographica Section C. - 1985. - T. 41, № 10. - C. 1499-1500.

39. Shefter E. X-Ray structure analysis of the disulphide from 1-methyl-5-mercaptouracil // Journal of the Chemical Society B: Physical Organic. - 1970. № 0. - C. 903-906.

40. Verschoor G. C., Keulen E. Electron density distribution in cyanuric acid. I. An X-ray diffraction study at low temperature // Acta Crystallographica Section B. - 1971. - T. 27, № 1. - C. 134-145.

41. Fallon L., III. The crystal and molecular structure of 5-fluorouracil // Acta Crystallographica Section B. - 1973. - T. 29, № 11. - C. 2549-2556.

42. Shefter E., Mautner H. G. The Crystal and Molecular Structure of 2,4-Dithiouracil // Journal of the American Chemical Society. - 1967. - T. 89, № 5. - C. 1249-1253.

43. Shefter E., James M. N. G., Mautner H. G. Crystal Structure of 2,4-Diselenouracil // Journal of Pharmaceutical Sciences. - 1966. - T. 55, № 6. - C. 643-644.

44. Craven B. The crystal structure of 5-nitrouracil monohydrate // Acta Crystallographica. - 1967. - T. 23, № 3. - C. 376-383.

45. Reeke G. N., Jnr, Marsh R. E. The crystal structure of 5-ethyl-6-methyluracil // Acta Crystallographica. - 1966. - T. 20, № 6. - C. 703-708.

46. Kou W. W. H., Parthasarathy R. 6-Methyl-5,6-dihydrouracil, a highly disordered structure // Acta Crystallographica Section B. - 1977. - T. 33, № 3. - C. 934-936.

47. Banerjee A., Dattagupta J. K., Saenger W., Rabczenko A. 1,3-Dimethyluracil: a crystal structure without hydrogen bonds // Acta Crystallographica Section B. - 1977. -T. 33, № 1. - C. 90-94.

48. Rohrer D. C., Sundaralingam M. Stereochemistry of nucleic acids and their constituents. VI. The crystal structure and conformation of dihydrouracil: a minor base of transfer-ribonucleic acid // Acta Crystallographica Section B. - 1970. - T. 26, № 5. -C. 546-553.

49. Gerdil R. The crystal structure of thymine monohydrate // Acta Crystallographica. -1961. - T. 14, № 4. - C. 333-344.

50. Ginell S. L., Parthasarathy R. Intercalation of water molecules between pyrimidine bases Crystal structure of 1-methyl-5-nitrouracil monohydrate // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Nucleic Acids and Protein Synthesis. - 1981. - T. 656, № 1. -C. 40-44.

51. Sternglanz H., Bugg C. E. Relationship between the mutagenic and base-stacking properties of halogenated uracil derivatives. The crystal structures of 5-chloro- and 5-bromouracil // Biochimica et Biophysica Acta. - 1975. - T. 378, № 1. - C. 1-11.

52. Ozeki K., Sakabe N., Tanaka J. The crystal structure of thymine // Acta Crystallographica Section B. - 1969. - T. 25, № 6. - C. 1038-1045.

53. Venkatasubramian K., Majeste R. J., Trefonas L. M. The crystal and molecular structure of 6-oxadihydrouracil // Journal of Heterocyclic Chemistry. - 1975. - T. 12, № 4. - C. 699-701.

54. Furberg S., Jensen L. H. Crystal and molecular structure of dihydrothymine // Journal of the American Chemical Society. - 1968. - T. 90, № 2. - C. 470-474.

55. Bolton W. The crystal structure of anhydrous barbituric acid // Acta Crystallographica. - 1963. - T. 16, № 3. - C. 166-173.

56. Mizuno H., Fujiwara T., Tomita K.-i. The Crystal Structure of 1-Ethyl-5-bromouracil.

I. The Crystal Structure of the Form I Crystal of 1-Ethyl-5-bromouracil // Bulletin of the Chemical Society of Japan. - 1972. - T. 45, № 3. - C. 905-908.

57. Tsukihara T., Ashida T., Kakudo M. The Crystal Structure of 1-Ethyl-5-bromouracil.

II. The Crystal Structure of the Form II Crystal of 1-Ethyl-5-bromouracil // Bulletin of the Chemical Society of Japan. - 1972. - T. 45, № 3. - C. 909-912.

58. Craven B. M., Sabine T. M. The 5-hydroxyl configuration in dialuric acid monohydrate by neutron crystal structure determination // Acta Crystallographica Section B. - 1969. - T. 25, № 10. - C. 1970-1978.

59. Sternglanz H., Bugg C. E. Relationship between the mutagenic and base-stacking properties of halogenated uracil derivatives: The crystal structures of 5-chloro- and 5-bromouracil // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Nucleic Acids and Protein Synthesis. - 1975. - T. 378, № 1. - C. 1-11.

60. Singh P., Hodgson D. J. Aza analogs of nucleic acid constituents. IV. The crystal and molecular structure of 6-azauracil // Acta Crystallographica Section B. - 1974. - T. 30, № 6. - C. 1430-1435.

61. Swaminathan S., Craven B. M., McMullan R. K. Alloxan - electrostatic properties of an unusual structure from X-ray and neutron diffraction // Acta Crystallographica Section B. - 1985. - T. 41, № 2. - C. 113-122.

62. Хоменко В. Г., Миткевич B. В., Л.Ф. С. // Докл. АН УССР. Сер. Б. - 1986. - T. Т. 30. - C. С. 10.

63. Sobell H. M., Tomita K. I. The crystal structures of salts of methylated purines and pyrimidines. III. 1-Methyluracil hydrobromide // Acta Crystallographica. - 1964. - T. 17, № 2. - C. 122-126.

64. Kuleshova L. N., Zorky P. M. Graphical enumeration of hydrogen-bonded structures // Acta Crystallographica Section B. - 1980. - T. 36, № 9. - C. 2113-2115.

65. Иванов С. П., Лысенко К. А., Колядина О. А., З.А. С., Муринов Ю. И. Структура и сорбционные свойства 5-гидрокси-6-метилурацила // Журнал физической химии. - 2005. - T. 79, № 2. - C. 278-284.

66. Супрамолекулярная химия. / Жан-Мари Л. - Новосибирск: Наука, 2000.

67. Гуськов В. Ю., Иванов С. П., Хабибуллина Р. А., Гарафутдинов Р. Р., Кудашева Ф. Х., Журн. физ. химии. 2012. Т 86, С. 546. Газохроматографическое исследование свойств сополимера стирола и дивинилбензола, модифицированного 5-гидрокси-6-метилурацилом // Журнал физической химии. - 2012. - T. 86, № 3. - C. 546-550.

68. Hughes E. W. The Crystal Structure of Melamine // Journal of the American Chemical Society. - 1941 -T. 63 №6. - C. 1737-1752.

69. Mizuno H., Morita K., Fujiwara T., Tomita K.-i. THE CRYSTAL AND MOLECULAR STRUCTURE OF 1 -METHYL-5-BROMOURACIL AND SOME STRUCTURAL CONSIDERATIONS ON THE MUTATION MECHANISM // Chemistry Letters. - 1972. - T. 1, № 10. - C. 965-968.

70. Gavezzotti A. Are Crystal Structures Predictable? // Accounts of Chemical Research. - 1994. - T. 27, № 10. - C. 309-314.

71. Stone A. The Theory of Intermolecular Forces // Book The Theory of Intermolecular Forces / Editor. - Oxford: Oxford University Press, 2013.

72. Nyman J., Day G. M. Static and lattice vibrational energy differences between polymorphs // CrystEngComm. - 2015. - T. 17, № 28. - C. 5154-5165.

73. Model predicts structure of crystals. / Sanderson K.: Nature. 2007 Dec 6;450(7171):771. doi: 10.1038/450771a.

74. Day G. M., Cooper T. G., Cruz-Cabeza A. J., Hejczyk K. E., Ammon H. L., Boerrigter S. X. M., Tan J. S., Della Valle R. G., Venuti E., Jose J., Gadre S. R., Desiraju G. R., Thakur T. S., van Eijck B. P., Facelli J. C., Bazterra V. E., Ferraro M. B., Hofmann D. W. M., Neumann M. A., Leusen F. J. J., Kendrick J., Price S. L., Misquitta A. J., Karamertzanis P. G., Welch G. W. A., Scheraga H. A., Arnautova Y. A., Schmidt M. U., van de Streek J., Wolf A. K., Schweizer B. Significant progress in predicting the crystal structures of small organic molecules - a report on the fourth blind test // Acta Crystallographica Section B. - 2009. - T. 65, № 2. - C. 107-125.

75. Neumann M. A., Leusen F. J. J., Kendrick J. A Major Advance in Crystal Structure Prediction // Angewandte Chemie International Edition. - 2008. - T. 47, № 13. - C. 24272430.

76. Frisch M. J., Trucks G. W., Schlegel H. B., Scuseria G. E., Robb M. A., Cheeseman J. R., Scalmani G., Barone V., Mennucci B., Petersson G. A., Nakatsuji H., Caricato M., Li X., Hratchian H. P., Izmaylov A. F., Bloino J., Zheng G., Sonnenberg J. L., Hada M., Ehara M., Toyota K., Fukuda R., Hasegawa J., Ishida M., Nakajima T., Honda Y., Kitao O., Nakai H., Vreven T., Montgomery J., J. A., Peralta J. E., Ogliaro F., Bearpark M., Heyd J. J., Brothers E., Kudin K. N., Staroverov V. N., Kobayashi R., Normand J., Raghavachari K., Rendell A., Burant J. C., Iyengar S. S., Tomasi J., Cossi M., Rega N.,

Millam J. M., Klene M., Knox J. E., Cross J. B., Bakken V., Adamo C., Jaramillo J., Gomperts R., Stratmann R. E., Yazyev O., Austin A. J., Cammi R., Pomelli C., Ochterski J. W., Martin R. L., Morokuma K., Zakrzewski V. G., Voth G. A., Salvador P., Dannenberg J. J., Dapprich S., Daniels A. D., Farkas Ö., Foresman J. B., Ortiz J. V., Cioslowski J., Fox D. J. Gaussian 09, Revision C.1 // Book Gaussian 09, Revision C.1 / Editor. - Wallingford CT: Gaussian, Inc., 2009.

77. Staroverov V. N., Scuseria G. E., Tao J., Perdew J. P. Comparative assessment of a new nonempirical density functional: Molecules and hydrogen-bonded complexes // Journal of Chemical Physics. - 2003. - T. 119, № 23. - C. 12129-12137.

78. Weigend F., Ahlrichs R. Balanced basis sets of split valence, triple zeta valence and quadruple zeta valence quality for H to Rn: Design and assessment of accuracy // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2005. - T. 7, № 18. - C. 3297-3305.

79. Turi L., Dannenberg J. J. Correcting for basis set superposition error in aggregates containing more than two molecules: ambiguities in the calculation of the counterpoise correction // The Journal of Physical Chemistry. - 1993. - T. 97, № 11. - C. 2488-2490.

80. Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods. / Foresman J. B., Frisch M. J. - 2 изд. - Pittsburgh, PA: Gaussian, Inc., 1996.

81. Krishnan R., Binkley J. S., Seeger R., Pople J. A. Self-consistent molecular orbital methods. XX. A basis set for correlated wave functions // The Journal of Chemical Physics. - 1980. - T. 72, № 1. - C. 650-654.

82. Ditchfield R., Hehre W. J., Pople J. A. Self-Consistent Molecular-Orbital Methods. IX. An Extended Gaussian-Type Basis for Molecular-Orbital Studies of Organic Molecules // Journal of Chemical Physics. - 1971. - T. 54, № 2. - C. 724-728.

83. Dunning T. H. Gaussian basis sets for use in correlated molecular calculations. I. The atoms boron through neon and hydrogen // Journal of Chemical Physics. - 1989. - T. 90, № 2. - C. 1007-1023.

84. Schäfer A., Horn H., Ahlrichs R. Fully optimized contracted Gaussian basis sets for atoms Li to Kr // Journal of Chemical Physics. - 1992. - T. 97, № 4. - C. 2571-2577.

85. Atoms in Molecules: A Quantum Theory. / Bader R. F. W.: Oxford: Clarendon Press, 1990.

86. Foster J. P., Weinhold F. Natural hybrid orbitals // Journal of the American Chemical Society. - 1980. - T. 102, № 24. - C. 7211-7218.

87. Valency and Bonding: A Natural Bond Orbital Donor-Acceptor Perspective. / Weinhold F., Landis C. - Cambridge, U.K.: Cambridge University Press, 2005.

88. Saleh G., Gatti C., Lo Presti L. Non-covalent interaction via the reduced density gradient: Independent atom model vs experimental multipolar electron densities // Computational and Theoretical Chemistry. - 2012. - T. 998. - C. 148-163.

89. Johnson E. R., Keinan S., Mori-Sanchez P., Contreras-Garcia J., Cohen A. J., Yang W. Revealing Noncovalent Interactions // Journal of the American Chemical Society. -2010. - T. 132, № 18. - C. 6498-6506.

90. Lu T., Chen F. Multiwfn: A multifunctional wavefunction analyzer // Journal of Computational Chemistry. - 2012. - T. 33, № 5. - C. 580-592.

91. Humphrey W., Dalke A., Schulten K. VMD: Visual molecular dynamics // Journal of Molecular Graphics. - 1996. - T. 14, № 1. - C. 33-38.

92. Abraham M. J., Murtola T., Schulz R., Pall S., Smith J. C., Hess B., Lindahl E. GROMACS: High performance molecular simulations through multi-level parallelism from laptops to supercomputers // SoftwareX. - 2015. - T. 1-2. - C. 19-25.

93. Pall S., Abraham M. J., Kutzner C., Hess B., Lindahl E. Tackling Exascale Software Challenges in Molecular Dynamics Simulations with GROMACS // Solving Software Challenges for Exascale: International Conference on Exascale Applications and Software, EASC 2014, Stockholm, Sweden, April 2-3, 2014, Revised Selected Papers / Markidis S., Laure E. - Cham: Springer International Publishing, 2015. - C. 3-27.

94. Pronk S., Pall S., Schulz R., Larsson P., Bjelkmar P., Apostolov R., Shirts M. R., Smith J. C., Kasson P. M., van der Spoel D., Hess B., Lindahl E. GROMACS 4.5: a high-throughput and highly parallel open source molecular simulation toolkit // Bioinformatics. - 2013. - T. 29, № 7. - C. 845-54.

95. Hess B., Kutzner C., van der Spoel D., Lindahl E. GROMACS 4: Algorithms for Highly Efficient, Load-Balanced, and Scalable Molecular Simulation // Journal of Chemical Theory and Computation. - 2008. - T. 4, № 3. - C. 435-447.

96. Van Der Spoel D., Lindahl E., Hess B., Groenhof G., Mark A. E., Berendsen H. J. GROMACS: fast, flexible, and free // J Comput Chem. - 2005. - T. 26, № 16. - C. 170118.

97. Lindahl E., Hess B., van der Spoel D. GROMACS 3.0: a package for molecular simulation and trajectory analysis // Molecular modeling annual. - 2001. - T. 7, № 8. -C. 306-317.

98. Berendsen H. J. C., van der Spoel D., van Drunen R. GROMACS: A message-passing parallel molecular dynamics implementation // Computer Physics Communications. -1995. - T. 91, № 1. - C. 43-56.

99. Schmid N., Eichenberger A. P., Choutko A., Riniker S., Winger M., Mark A. E., van Gunsteren W. F. Definition and testing of the GROMOS force-field versions 54A7 and 54B7 // Eur Biophys J. - 2011. - T. 40, № 7. - C. 843-56.

100. Malde A. K., Zuo L., Breeze M., Stroet M., Poger D., Nair P. C., Oostenbrink C., Mark A. E. An Automated Force Field Topology Builder (ATB) and Repository: Version 1.0 // Journal of Chemical Theory and Computation. - 2011. - T. 7, № 12. - C. 402 64037.

101. Koziara K. B., Stroet M., Malde A. K., Mark A. E. Testing and validation of the Automated Topology Builder (ATB) version 2.0: prediction of hydration free enthalpies // Journal of Computer-Aided Molecular Design. - 2014. - T. 28, № 3. - C. 221-233.

102. Canzar S., El-Kebir M., Pool R., Elbassioni K., Mark A. E., Geerke D. P., Stougie L., Klau G. W. Charge group partitioning in biomolecular simulation // J Comput Biol. -2013. - T. 20, № 3. - C. 188-98.

103. Ivanov S. P., Khursan S. L. The relative stability of the keto-enol 5-hydroxy-6-methyluracil tautomers: ab initio calculations // Russian Journal of Physical Chemistry. -2004. - T. 78, № 7. - C. 1119-1124.

104. Dautova I. F., Ivanov S. P., Khursan S. L. Hydration effect on the stability of the keto-enol tautomers of 5-hydroxy-6-methyluracil // Journal of Structural Chemistry. -2009. - T. 50, № 6. - C. 1104-1113.

105. Lukmanov T., Ivanov S. P., Khamitov E. M., Khursan S. L. Relative stability of keto-enol tautomers in 5,6-substituted uracils: Ab initio, DFT and PCM study // Computational and Theoretical Chemistry. - 2013. - T. 1023. - C. 38-45.

106. Ivanov S. P., Lysenko K. A., Kolyadina O. A., Starikova Z. A., Murinov Y. I. The structure and sorption properties of 5-hydroxy-6-methyluracil // Russian Journal of Physical Chemistry A. - 2005. - T. 79, № 2. - C. 215-221.

107. Kratochvil M., Engkvist O., Sponer J., Jungwirth P., Hobza P. Uracil Dimer: Potential Energy and Free Energy Surfaces. Ab Initio beyond Hartree-Fock and Empirical Potential Studies // Journal of Physical Chemistry A. - 1998. - T. 102, № 35. - C. 6921-6926.

108. Leininger M. L., Nielsen I. M. B., Colvin M. E., Janssen C. L. Accurate Structures and Binding Energies for Stacked Uracil Dimers // Journal of Physical Chemistry A. -2002. - T. 106, № 15. - C. 3850-3854.

109. Czyznikowska Z., Zalesny R., Ziolkowski M., Gora R. W., Cysewski P. The nature of interactions in uracil dimer: An ab initio study // Chemical Physics Letters. - 2007. -T. 450, № 1-3. - C. 132-137.

110. Gao X.-C., Huang C.-Y., Wang C.-S. Rapid evaluation of the interaction energies for hydrogen-bonded uracil and thymine dimers, trimers and tetramers // Computational and Theoretical Chemistry. - 2014. - T. 1048. - C. 46-53.

111. Troitino D., Bailey L., Peral F. Formation of hydrogen-bonded dimers of uracil and amino acids: Cysteine, lysine and phenylalanine. A density functional theory study // Journal of Molecular Structure: THEOCHEM. - 2006. - T. 767, № 1-3. - C. 131-138.

112. Peral F., Troitino D. Hydrogen-bonded dimers in self-association of 5-substituted uracil derivatives and hetero-association with l-cysteine. A density functional theory study // Journal of Molecular Structure: THEOCHEM. - 2010. - T. 944, № 1-3. - C. 111.

113. Frey J. A., Müller A., Losada M., Leutwyler S. Isomers of the Uracil Dimer: An ab Initio Benchmark Study // Journal of Physical Chemistry B. - 2007. - T. 111, № 13. - C. 3534-3542.

114. Supramolecular Chemistry, 2nd Edition. / Steed J. W., Atwood J. L. - New York: Wiley, 2009. - 30 с.

115. Masunov A. E., Grichshenko S. I., Zorky P. M. Effect of specific intermolecular interactions on crystal structure. Uracil derivatives and analogs // Russian Journal of Physical Chemistry A -1993. - T. 67, № 2. - C. 221-239.

116. Fallon L. I. The crystal and molecular structure of 5-fluorouracil // Acta Crystallographica, Section B: Structural Science, Crystal Engineering and Materials. -1973. - T. 29, № 11. - C. 2549-2556.

117. Hulme A. T., Price S. L., Tocher D. A. A New Polymorph of 5-Fluorouracil Found Following Computational Crystal Structure Predictions // Journal of the American Chemical Society. - 2005. - T. 127, № 4. - C. 1116-1117.

118. Leonidov N. B., Zorkii P. M., Masunov A. E., Gladkikh O. P., Belskii V. K., Dziabchenko A. V., Ivanov S. A. Structure and biononequivalence of polymorphic forms of Methyluracil // Russian Journal of Physical Chemistry A. - 1993. - T. 67, № 12. - C. 2464-2468.

119. Леонидов Н. Б., Зоркий П. М., Масунов А. Э., Гладких О. П., Бельский В. К., А.В. Д., Иванов С. А. Строение и бионеэквивалентность полиморфных форм метилурацила // Журнал физической химии -1993. - T. 67, № 12. - C. 2464-2468.

120. Tomasi J., Mennucci B., Cammi R. MEP: a tool for interpretation and prediction. From molecular structure to solvation effects // Theoretical and Computational Chemistry / Jane S. M., Kalidas S.Elsevier, 1996. - C. 1-103.

121. Shayakhmetova R. K., Khamitov E. M., Mustafin A. G., Ivanov S. P., Khursan S. L. Specific Intermolecular Interactions in the Supramolecular Structure of 5-Hydroxy-6-Methyluracil: A DFT Study of the Hydrogen-bonded Dimers // Journal of the Chinese Chemical Society. - 2017. - T. 64, № 2. - C. 143-151.

122. Cavallini M., Aloisi G., Bracali M., Guidelli R. An in situ STM investigation of uracil on Ag(111) // Journal of Electroanalytical Chemistry. - 1998. - T. 444, № 1. - C. 75-81.

123. Ozeki K., Sakabe N., Tanaka J. The crystal structure of thymine // Acta Crystallographica, Section B: Structural Science, Crystal Engineering and Materials. -1969. - T. 25, № 6. - C. 1038-1045.

124. Gardener J. A., Shvarova O. Y., Briggs G. A. D., Castell M. R. Intricate Hydrogen-Bonded Networks: Binary and Ternary Combinations of Uracil, PTCDI, and Melamine // The Journal of Physical Chemistry C. - 2010. - T. 114, № 13. - C. 5859-5866.

125. Papageorgiou A. C., Fischer S., Reichert J., Diller K., Blobner F., Klappenberger F., Allegretti F., Seitsonen A. P., Barth J. V. Chemical Transformations Drive Complex Self-Assembly of Uracil on Close-Packed Coinage Metal Surfaces // ACS Nano. - 2012. - T. 6, № 3. - C. 2477-2486.

126. Li W.-H., Haiss W., Floate S., Nichols R. J. In-Situ Infrared Spectroscopic and Scanning Tunneling Microscopy Investigations of the Chemisorption Phases of Uracil, Thymine, and 3-Methyl Uracil on Au(111) Electrodes // Langmuir. - 1999. - T. 15, № 14. - C. 4875-4883.

127. Dretschkow T., Dakkouri A. S., Wandlowski T. In-Situ Scanning Tunneling Microscopy Study of Uracil on Au(111) and Au(100) // Langmuir. - 1997. - T. 13, № 10. - C. 2843-2856.

128. Contemporary Polymer Chemistry. / Allcock H. R., Lampe F. W. - Prentice Hall: New Jersey: Longman Higher Education (August 1, 1980), 1990. - 599 c.

129. Liang X., Zheng W., Wong N.-B., Li J., Tian A. Theoretical study on the mechanism of keto-enol isomerization for cyanuric acid and cyameluric acid // Journal of Molecular Structure: THEOCHEM. - 2004. - T. 672, № 1. - C. 151-159.

130. Klotz I. M., Askounis T. Absorption Spectra and Tautomerism of Cyanuric Acid, Melamine and Some Related Compounds // Journal of the American Chemical Society. - 1947. - T. 69, № 4. - C. 801-803.

131. Newman R., Badger R. M. Infrared Spectra of Cyanuric Acid and Deutero Cyanuric Acid1 // Journal of the American Chemical Society. - 1952. - T. 74, № 14. - C. 3545 -3548.

132. Silly F., Shaw A. Q., Castell M. R., Briggs G. A. D., Mura M., Martsinovich N., Kantorovich L. Melamine Structures on the Au(111) Surface // The Journal of Physical Chemistry C. - 2008. - T. 112, № 30. - C. 11476-11480.

133. Kannappan K., Werblowsky T. L., Rim K. T., Berne B. J., Flynn G. W. An Experimental and Theoretical Study of the Formation of Nanostructures of Self-Assembled Cyanuric Acid through Hydrogen Bond Networks on Graphite // The Journal of Physical Chemistry B. - 2007. - T. 111, № 24. - C. 6634-6642.

134. Bombis C., Kalashnyk N., Xu W., L^gsgaard E., Besenbacher F., Linderoth T. R. Hydrogen-Bonded Molecular Networks of Melamine and Cyanuric Acid on Thin Films of NaCl on Au(111) // Small. - 2009. - T. 5, № 19. - C. 2177-2182.

135. Izake E. L. Chiral discrimination and enantioselective analysis of drugs: An overview // Journal of Pharmaceutical Sciences. - 2007. - T. 96, № 7. - C. 1659-1676.

136. Zor E., Bingol H., Ramanaviciene A., Ramanavicius A., Ersoz M. An electrochemical and computational study for discrimination of d- and l-cystine by reduced graphene oxide/[small beta]-cyclodextrin // Analyst. - 2015. - T. 140, № 1. - C. 313 -321.

137. Zhang Q., Guo L., Huang Y., Chen Y., Guo D., Chen C., Fu Y. An electrochemical chiral sensing platform for propranolol enantiomers based on size-controlled gold nanocomposite // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2014. - T. 199. - C. 239-246.

138. Aboul-Enein H. Y., Stefan R.-I. Enantioselective Sensors and Biosensors in the Analysis of Chiral Drugs // Critical Reviews in Analytical Chemistry. - 1998. - T. 28, №2 3. - C. 259-266.

139. Afkhami A., Kafrashi F., Ahmadi M., Madrakian T. A new chiral electrochemical sensor for the enantioselective recognition of naproxen enantiomers using l-cysteine self-assembled over gold nanoparticles on a gold electrode // RSC Advances. - 2015. - T. 5, № 72. - C. 58609-58615.

140. Chen Y., Huang Y., Guo D., Chen C., Wang Q., Fu Y. A chiral sensor for recognition of DOPA enantiomers based on immobilization of ß-cyclodextrin onto the carbon nanotube-ionic liquid nanocomposite // Journal of Solid State Electrochemistry. - 2014. - T. 18, № 12. - C. 3463-3469.

141. Dong L., Zhang L., Duan X., Mo D., Xu J., Zhu X. Synthesis and characterization of chiral PEDOT enantiomers bearing chiral moieties in side chains: chiral recognition and its mechanism using electrochemical sensing technology // RSC Advances. - 2016. - T. 6, № 14. - C. 11536-11545.

142. Feng W., Liu C., Lu S., Zhang C., Zhu X., Liang Y., Nan J. Electrochemical chiral recognition of tryptophan using a glassy carbon electrode modified with p-cyclodextrin and graphene // Microchimica Acta. - 2014. - T. 181, № 5. - C. 501-509.

143. Guo L., Huang Y., Zhang Q., Chen C., Guo D., Chen Y., Fu Y. Electrochemical Sensing for Naproxen Enantiomers Using Biofunctionalized Reduced Graphene Oxide Nanosheets // Journal of The Electrochemical Society. - 2014. - T. 161, № 4. - C. B70 -B74.

144. Guo D., Ran P., Chen C., Chen Y., Xuan C., Fu Y. Study on Chiral Nanocomposite for Recognition of DOPA Enantiomers via Square Wave Voltammetry // Journal of The Electrochemical Society. - 2015. - T. 162, № 14. - C. B354-B359.

145. Huang Y., Guo D., Zhang Q., Guo L., Chen Y., Fu Y. Chiral sensing for electrochemical impedance spectroscopy recognition of lysine enantiomers based on a nanostructured composite // RSC Advances. - 2014. - T. 4, № 63. - C. 33457-33461.

146. Trojanowicz M. Enantioselective electrochemical sensors and biosensors: A minireview // Electrochemistry Communications. - 2014. - T. 38. - C. 47-52.

147. Gus'kov V. Y., Ganieva A. G., Kudasheva F. K. Sorption of organic molecules on surfaces of a microporous polymer adsorbent modified with different quantities of uracil // Russian Journal of Physical Chemistry A. - 2016. - T. 90, № 11. - C. 2270-2274.

148. Гуськов В. Ю., Гайнуллина Ю. Ю., Иванов С. П., Кудашева Ф. Х. Модифицированные урацилом пористые полимерные сорбенты // Физикохимия поверхности и защита материалов. - 2014. - T. Т. 50, № №1. - C. с. 59-62.

149. Gus'kov V. Y., Gainullina Y. Y., Ivanov S. P., Kudasheva F. K. Thermodynamics of organic molecule adsorption on sorbents modified with 5-hydroxy-6-methyluracil by inverse gas chromatography // Journal of Chromatography A. - 2014. - T. 1356. - C. 230-235.

150. Khamitov E. M., Shayakhmetova R. K., Sidelnikov A. V., Maistrenko V. N. Molecular Dynamics Simulation and Density Functional Theory Study of Chemisorption of Propranolol Optical Isomers on a Uracil-modified Carbon Paste Electrode // Journal of the Chinese Chemical Society. - 2017. - T. 64, № 9. - C. 1058-1064.

Приложение 1. Энтальпия, энергия Гиббса, значение sign(i2)p межмолекулярной водородной связи, дипольные моменты, группы симметрии по Шенфлису ассоциатов урацила, 5-фторурацила, 5-хлорурацила, 5-бромурацила, 6-метилурацила

Таблица 1. Значение sign(i2)o в критической точке (3,-1), соответствующей межмолекулярной водородной связи, энтальпия (AxH°, кДж/моль) и энергия Гиббса (AxG°, кДж/моль) димеризации урацила, устойчивость относительно димера 1-1 (AH°, кДж/моль), дипольные моменты (ц, Д) и группы симметрии по Шенфлису (ГС).

Димер Водородная связь sign»p AxH° AH° AxG° ц ГС*

1-1 N1-H...01 -0.040 -66.6 0.0 -20.6 0.00 C2h

O1...H-N1 -0.040

1-2 N3-H...O1 -0.032 -49.6 17.0 -5.2 8.66 Cs

O1...H-N3 -0.037

1-3 N1-H...O2 -0.040 -54.9 11.7 -9.8 8.02 Cs

O1...H-N3 -0.034

1-4 O1...H-C5 -0.014 -42.1 24.5 -0.7 5.14 Cs

N1-H...O2 -0.035

2-2 N3-H...O1 -0.030 -37.0 29.5 5.5 0.00 C2h

O1...H-N3 -0.030

2-3 O1...H-N3 -0.032 -39.4 27.2 3.8 2.62 Cs

N3-H...O2 -0.032

2-4 N3-H...O2 -0.029 -25.4 41.2 14.1 6.78 Cs

O1...H-C5 -0.013

3-3 N3-H...O2 -0.034 -42.3 24.3 1.4 0.00 C2h

O2...H-N3 -0.034

3-4 O2...H-C5 -0.014 -27.8 38.8 12.3 4.76 Cs

N3-H...O2 -0.030

4-4 C5-H...O2 -0.013 -17.6 49.0 18.5 0.00 C2h

O2...H-C5 -0.013

Рисунок 1. Структура димера 1-1 урацила

Таблица 2. Энтальпия (AxH°, кДж/моль) и энергия Гиббса (AxG°, кДж/моль) ассоциации тетрамеров урацила, устойчивость относительно тетрамера 11_22 (AH°, кДж/моль), дипольные моменты (ц, Д) и группы симметрии по Шенфлису (ГС).

Тетрамер AxH° AH° AxG° ц ГС*

11_22 -60.2 0 -10.0 0.0 C2h

11_23 -42.1 18.1 5.0 0.9 -

11_24 -19.6 40.6 18.3 1.6 -

11_33 -48.5 11.7 -3.4 0.0 C2h

11_34 -29.8 30.4 10.1 1.4 Cs

11_44 -15.6 44.6 20.6 0.0 C2h

Рисунок 2. Структура тетрамера 11_22 урацила.

Таблица 3. Значение sign(i2)p в критической точке (3,-1), соответствующей межмолекулярной водородной связи, энтальпия (AxH°, кДж/моль) и энергия Гиббса (AxG°, кДж/моль) димеризации 6-метилурацила, устойчивость относительно димера 1-1 (AH°, кДж/моль), дипольные моменты (ц, Д) и группы симметрии по Шенфлису (ГС).

Димер Водородная связь Сила связи* AxH° AH° AxG° ц ГС*

1-1 N1-H..O1 -0.039 -67.3 0.0 -21.9 0.00 C2h

O1...H-N1 -0.039

1-2 N1-H..O1 -0.036 -49.2 18.1 -5.1 9.90 Cs

O1...H-N3 -0.032

1-3 N1H...O2 -0.040 -55.3 12.0 -10.8 9.27 Cs

O1...H-N3 -0.034

1-4 O1...H-C5 -0.015 -43.3 24.0 -1.9 5.31 Cs

N1-H...O2 -0.033

2-2 O1...HN3 -0.030 -36.8 30.5 5.9 0.00 C2h

N3-H...O1 -0.030

2-3 N3-H...O2 -0.032 -39.3 28.0 3.9 2.70 Cs

O1...H-N3 -0.032

2-4 O1...H-C5 -0.014 -25.7 41.6 13.9 7.80 Cs

N3-H...O2 -0.029

3-3 N3-H...O2 -0.035 -42.6 24.7 1.1 0.00 C2h

O2...H-N3 -0.035

3-4 O2...H-C5 -0.015 -28.6 38.7 11.6 5.85 Cs

N3-H...O2 -0.030

4-4 O2...H-C5 -0.013 -20.7 46.6 15.9 0.00 C2h

C5-H...O2 -0.013

Таблица 4. Энтальпия (AxH°, кДж/моль) и энергия Гиббса (AxG°, кДж/моль) ассоциации тетрамеров 6-метилурацила, устойчивость относительно тетрамера 11_33 (AH°, кДж/моль) дипольные моменты (ц, Д) и группы симметрии по Шенфлису (ГС).

Тетрамер AxH° AH° AxG° ц ГС*

11 22 -41.3 8.4 8.4 0.00 S2

11 23 -37.8 11.9 11.9 0.64 -

11 24 -18.4 31.3 31.3 1.68 -

11 33 -49.7 0.0 -4.7 0.00 C2h

11 34 -30.7 19.0 19.0 1.39 Cs

11 44 -17.5 32.2 32.2 0.00 C2h

Таблица 5. Значение в критической точке (3,-1), соответствующей

межмолекулярной водородной связи, энтальпия (АХИ°, кДж/моль) и энергия Гиббса

(AxG°, кДж/моль) димеризации 5-фторурацила, устойчивость относительно димера 1-1 (AH°, кДж/моль), дипольные моменты (ц, Д) и группы симметрии по Шенфлису (ГС).

Димер Водородная связь Сила связи* AxH° AH° AxG° ц ГС*

1-1 O1...H-N1 -0.041 -67.8 0.0 -21.1 0.00 C2h

N1-H..O2 -0.041

1-2 N1-H...O1 -0.039 -52.5 15.3 -7.7 8.13 Cs

O1...H-N3 -0.034

1-3 N1-H...O2 -0.040 -55.7 12.1 -10.4 7.48 Cs

O1...H-N3 -0.035

1-5 N1-H...F-C5 -0.014 -22.3 45.5 14.2 0.85 Cs

O1...H-C6 -0.016

2-2 N3-H...O1 -0.032 -41.3 26.5 1.6 0.00 C2h

O1..H-N3 -0.032

2-3 N3-H...O2 -0.031 -41.0 26.8 2.3 4.88 Cs

O1...H-N3 -0.033

2-5 N3-H...F-C5 -0.008 -14.9 52.9 19.1 8.51 Cs

O1...H-C6 -0.016

3-3 O2...H-N3 -0.033 -41.4 26.4 2.1 0.00 C2h

N3-H...O2 -0.033

3-5 N3-H...F-C5 -0.009 -17.2 50.6 16.6 7.38 Cs

O2...H-C6 -0.016

4-6 O2...H-N1 -0.023 -28.5 39.3 13.8 10.15 Cs

C5-F...H-C6 -0.003

5-5 C5-F...H-C6 -0.006 -7.6 60.2 19.0 0.00 C2h

C6-H...F-C5 -0.006

Таблица 6. Энтальпия (AxH°, кДж/моль) и энергия Гиббса (AxG°, кДж/моль) ассоциации тетрамеров 5-фторурацила, устойчивость относительно тетрамера 11_22 (AH°, кДж/моль), дипольные моменты (ц, Д) и группы симметрии по Шенфлису (ГС).

Тетрамер AxH° AH° AxG° ц ГС*

11 22 -61.1 0.0 -10.9 0.00 C2h

11 23 -47.0 14.1 1.3 0.52 Cs

11 25 -17.8 43.3 25.1 0.00 C2h

11 33 -48.4 12.7 -4.1 0.00 C2h

11 35 -15.3 45.8 18.0 0.64 Cs

11 55 -4.1 57.0 19.0 0.00 C2h

Таблица 7. Значение в1§п(Л,2)р в критической точке (3,-1), соответствующей межмолекулярной водородной связи, энтальпия (АХИ°, кДж/моль) и энергия Гиббса

(AxG°, кДж/моль) димеризации 5-хлорурацила, устойчивость относительно димера 1-1 (AH°, кДж/моль), дипольные моменты (ц, Д) и группы симметрии по Шенфлису (ГС).

Димер Водородная связь Сила связи* AxH° AH° AxG° ц ГС*

11 N1-H...01 -0.041 -67.1 0.0 -20.8 0.0 C2h

O1...H-N1 -0.041

12 N3-H...O1 -0.033 -51.5 15.6 -6.7 15.7 Cs

O1...H-N1 -0.038

13 N1-H...O2 -0.040 -55.6 11.5 -10.3 11.5 Cs

O1...H-N3 -0.035

22 N3-H...O1 -0.031 -39.9 27.2 3.3 27.2 C2h

O1..H-N3 -0.031

23 O1...H-N3 -0.033 -40.3 26.8 3.0 26.8 Cs

N3-H...O2 -0.031

25 C6-H...O1 -0.017 -14.5 52.6 19.0 52.6 Cs

C1...H-N3 -0.007

33 N3-H...O2 -0.033 -41.7 25.4 2.0 25.4 C2h

O2...H-N3 -0.033

35 C1..H-N3 -0.007 -17.2 49.9 16.8 49.9 Cs

C6-H...O2 -0.017

Таблица 8. Энтальпия (AxH°, кДж/моль) и энергия Гиббса (AxG°, кДж/моль) ассоциации тетрамеров 5-хлорурацила, устойчивость относительно тетрамера 11_22 (AH°, кДж/моль), дипольные моменты (ц, Д) и группы симметрии по Шенфлису (ГС).

тетрамер AxH° AH° AxG° ц ГС*

11 22 -59.3 0 -8.6 0.00 C2h

11 23 -44.5 14.8 4.1 0.36 Cs

11 25 -16.0 43.3 37.5 0.00 C2h

11 33 -48.7 10.6 -3.4 0.00 C2h

11 35 -13.3 46.0 19.2 0.79 Cs

Таблица 9. Значение sign(i2)o в критической точке (3,-1), соответствующей межмолекулярной водородной связи, энтальпия (AxH°, кДж/моль) и энергия Гиббса (AxG°, кДж/моль) димеризации 5-бромурацила, устойчивость относительно димера 1-1 (AH°, кДж/моль), дипольные моменты (ц, Д) и группы симметрии по Шенфлису (ГС).

Диме р Водородная связь Сила связи* AxH° AH° AxG° ц ГС*

11 N1-H...01 -0.041 -66.9 0.0 -20.9 0.00 C2h

O1...H-N1 -0.041

12 N3-H...O1 -0.033 -51.2 15.7 -6.7 8.06 Cs

O1...H-N1 -0.038

13 N1-H...O2 -0.040 -55.6 11.3 -10.4 7.44 Cs

O1...H-N3 -0.035

15 N1H.Br -0.011 -20.4 46.5 14.4 1.02 Cs

O1...H-C6 -0.018

22 N3-H...O1 -0.031 -39.6 27.3 3.7 0.00 C2h

O1..H-N3 -0.031

23 O1...H-N3 -0.033 -40.3 26.6 3.2 4.44 Cs

N3-H...O2 -0.031

25 C6-H...O1 -0.017 -15.8 51.1 19.2 8.34 Cs

Br...H-N3 -0.009

33 N3-H...O2 -0.033 -41.9 25.0 2.0 0.00 C2h

O2...H-N3 -0.033

35 Br..H-N3 -0.009 -18.5 48.4 16.8 8.11 Cs

C6-H...O2 -0.017

Таблица 10. Энтальпия (AxH°, кДж/моль) и энергия Гиббса (AxG°, кДж/моль) ассоциации тетрамеров 5-бромурацила, устойчивость относительно тетрамера 11_22 (AH°, кДж/моль), дипольные моменты (ц, Д) и группы симметрии по Шенфлису (ГС).

тетрамер AxH° AH° AxG° ц ГС*

11_22 -58.8 0.0 -7.4 0.00 C2h

11_23 -44.3 14.5 4.4 0.34 -

11_25 -15.2 43.6 28.8 0.00 C2h

11_33 -48.8 10.0 -4.6 0.00 C2h

11_35 -13.9 44.9 20.6 0.67 Cs

Приложение 2. ESP анализ ассоциатов урацила, 5-фторурацила, 5-хлорурацила, 5-бромурацила, 6-метилурацила, меламина и циануровой кислоты

Рисунок 1. ESP карта молекулы урацила с обозначенными экстремумами. Оранжевые сферы соответствуют минимумам, серые максимумам, ккал/моль.

Рисунок 2. ESP карта димера 1-3 урацила с обозначенными экстремумами. Оранжевые сферы соответствуют минимумам, серые максимумам, ккал/моль.

Рисунок 3. ESP карта тетрамера 13_13 урацила с обозначенными экстремумами.

Оранжевые сферы соответствуют минимумам, серые максимумам, ккал/моль.

•-39.940

№3.540

Рисунок 4. ESP карта молекулы 6-метилурацила с обозначенными экстремумами. Оранжевые сферы соответствуют минимумам, серые максимумам, ккал/моль.

Рисунок 5. ESP карта димера 1-3 6-метилурацила с обозначенными экстремумами. Оранжевые сферы соответствуют минимумам, серые максимумам, ккал/моль.

• 37. СИ С

С

«69.790

Рисунок 6. ESP карта молекулы 5-фторурацила с обозначенными экстремумами. Оранжевые сферы соответствуют минимумам, серые максимумам, ккал/моль.

»-30.280

el 1 . 1 60 » 35-730

Рисунок 7. ESP карта димера 1-3 5-фторурацила с обозначенными экстремумами. Оранжевые сферы соответствуют минимумам, серые максимумам, ккал/моль.

• 3/. 470

«0. 150

Рисунок 8. ESP карта молекулы 5-хлорурацила с обозначенными экстремумами. Оранжевые сферы соответствуют минимумам, серые максимумам, ккал/моль.

«4.940

»-30.030

«О ■ 790 »-35.220

Рисунок 9. ESP карта димера 1-3 5-хлорурацила с обозначенными экстремумами. Оранжевые сферы соответствуют минимумам, серые максимумам, ккал/моль.

•--37 • 490

ЩГ, 980

Рисунок 10. ESP карта молекулы 5-бромурацила с обозначенными экстремумами. Оранжевые сферы соответствуют минимумам, серые максимумам, ккал/моль.

«1.710

>35.270 «0-510

Рисунок 11. ESP карта димера 1-3 5-бромурацила с обозначенными экстремумами. Оранжевые сферы соответствуют минимумам, серые максимумам, ккал/моль.

«3.760 ез . 820

•-28 • 190

«3.540

* «53.770

Рисунок 12. ESP карта молекулы меламина с обозначенными экстремумами. Оранжевые сферы соответствуют минимумам, серые максимумам, ккал/моль.

Рисунок 13. ESP карта димера меламина с обозначенными экстремумами. Оранжевые сферы соответствуют минимумам, серые максимумам, ккал/моль.

Рисунок 14. ESP карта молекулы циануровой кислоты с обозначенными экстремумами. Оранжевые сферы соответствуют минимумам, серые максимумам, ккал/моль.

••30.350

«2.390

» 20 ■ 200

•-20. 190

«2 ■ 400

•-30.350

Рисунок 15. ESP карта димера циануровой кислоты с обозначенными экстремумами. Оранжевые сферы соответствуют минимумам, серые максимумам, ккал/моль.

„«гта к.

»-32.260

«'4. 130

• 19.930 ¿&кГЮ 4.^-32.250

Рисунок 16. ESP карта тетрамера циануровой кислоты с обозначенными экстремумами. Оранжевые сферы соответствуют минимумам, серые максимумам, ккал/моль.