Protonation de l'adenine, de la purine et de I'adenosine en milieu acide fort'

ROBERT L. BENOIT ET MONIQUE FR~CHETTE Dipartetnet~! de chitnie, Utziversiti de Motztricil, C . P . 6210, Slrcc. A . Motztrinl (Q~r i . ) . Caticlda H3C 3'v'l

ROBERT L. BENOIT et MONIQUE FRECHETTE. Can. J . Chcm. 62. 995 (1984). Faisant suite a une valeur proposde pour I'cnthalpie de seconde protonation dc I'adeninc, on a CtudiC par ealorimktrie et

spectroscopie rmn la protonation des bascs B biologiqucmcnt importantes: addnine, purine, addnosinc, et incidemmcnt, ccllc dc I'imidazolc et de I'amino-3 pyridine. Lcs chalcurs dc dissolution dcs bascs solidcs ct Ics ddplaccmcnts chirniqucs dc leurs protons ct carboncs-13 ont CtC ddterminCs cn fonction dcs conccntrations dcs acidcs HClO, ct H,SO,. Nos resultats ddmontrent quc contrairement ii une utilisation antericure, un effet dc milicu important rcnd impossible I'crnploi dcs donnCes calo- rimCtriques pour calculer les fonctions thcrmodynamiqucs des reactions de protonation. D'un autrc cBtC, Ics donnCes de carbone-I3 ont CtC interprCtCes avec succks cn utilisant la mCthode dc Cox et Yatcs dite "cxccss acidity". Lcs valcurs obtcnues pour pKBbII?+ ct pKsH33+ sont rcspectivemcnt: adCninc -0.43, -4,23, purinc - 1.66. < -6, adknosinc - 1,4 avcc hydrolyse du glucoside. Les sitcs de protonation ont dtC confirmds comme &ant essentiellcmcnt sur Ic cyclc imidazolc pour la scconde protonation et sur le cycle pyrimidinc (N-3) pour la troisikme.

ROBERT L. BENOIT and MONIQUE FRECHETTE. Can. J . Chcm. 62. 995 ( 1984). In view of a previously proposcd cnthalpy valuc for the second protonation of adeninc. a calorimctric and nmr spectroscopic

study has been made of thc protonation of biologically important bases B: adcninc, purinc, adcnosinc and, incidcntally, that of imidazole and 3-amino pyridine. Heats of solution of the solid bascs. and their carbon-13 and proton chemical shifts were determined as a function of HClO, and HZS02 conccntration. Our results demonstratc that, contrary to previous usagc, a strong medium effect precludes the use of thc calorimetric rcsults to calculate the thermodynamic functions for the protonation reactions. On thc other hand, the carbon-13 nmr data arc successfully intcrprctcd on thc basis of thc Cox and Yates excess acidity method. The valucs obtaincd for pKB!l2?+ and pKB,,,l+ are, respectively: adcninc -0.43, -4.23, purine - 1.66, < -6, adenosine - 1.4 with hydrolytic cleavage of thc glycosidic bond. Thc protonation sitcs arc confirmcd as bcing essentially on the imidazole ring for the second protonation and on the pyrimidine ring (N-3) for thc third one.

L'adenine, une base importante dans les systernes biologi- H2SO4. Devant les difficultCs d'interprktation de nos rksultats ques, et particulierernent ses reactions avec le proton et les ions et notre rnise en question des conclusions de K~lday, nous mCtalliques ont fait l'objet de nornbreuses etudes. Le caractere avons alors procCdC a une Ctude de la protonation de I'adCnine basique des 3 azotes hCtCrocycliques, N-1, N-3 et N-7 a CtC mis dans HC10, et H2S0, concentrCs par spectroscopies rmn du en Cvidence ainsi que des relations complexes entre les basi- proton et du carbone-13. Afin d'tvaluer la validit6 des me- cites relatives de ces 3 azotes et la nature de I'acide de Lewis. Avec le proton en solution diluee, I'adCnine (amino-6 purine) rCagit en N-1 (1, 2) et les caractkristiques therrnodynarniques associCes cette reaction de protonation sont connues: pKI = 4,19 et A H l = -21,2 kJ mol-' (3).

La molCcule d'adCnine avec ses trois sites basiques peut aussi rCagir successivement avec plusieurs ions H '. Ainsi, des sels d'adknine diprotonCe (N-1 et N-7) (4) ont CtC caractCrisCs par cristallographie aux rayons-X. Dans les solvants non- aqueux acides HCF,C02 et HSO?F, Wagner et von Philipsborn (5) ont identifie par rmn du proton a diffkrentes temperatures, les cations diprotonCs (N- 1 et N-7) et triprotonCs (N- I , N-7 et N-3) respectivement. En solution aqueuse, Budo et Tomasz (6) ont utilisC les faibles differences spectrales dans I'uv pour cal- culer une valeur pK = -0,35 pour le cation diprotone. La seule Ctude calorimttrique concernant les seconde et troisieme pro- tonations de I'adCnine est, notre connaissance, I'etude de Kilday (7) en milieu HCI concentre. Cet auteur propose pour l'enthalpie A H 2 une valeur de +7,9 kJ rnol-' et suggere la possibilite d'une troisieme protonation pour des concentrations de HCI suptrieures a 5 M.

Dans notre travail, nous avons cherchC a caractkriser plus precisCment les deuxieme et troisikme etapes de protonation de I'adenine. Nous avons d'abord CvaluC les rksultats calori- metriques et l'interpretation de Kilday en determinant, comrne cet auteur, la chaleur de dissolution de I'adCnine solide dans des solutions concentrtes d'acide rnais en utilisant HC1O4 et

I Partiellement prCsentC au Minisymposium de Chimie Organique Physique, MontrCal, 1-3 octobre 1982.

thodes calorirnCtriques et spectroscopiques de determination de pK en milieu acide fort, nous avons CtudiC par ces deux rnt- thodes le cornporternent de l'imidazole, pK = 7,2 (8) et la seconde protonation de I'amino-3 pyridine dont le pK2 ( - 1,4) a dija CtC ttabli par spectroscopie uv (9).

Nous avons aussi Ctendu notre Ctude en examinant par les rnernes mCthodes la protonation de deux autres cornposCs voi- sins de I'adCnine, I'adtnosine et la purine. Aucune donnee therrnodynamique ne semble disponible pour I'adCnosine, mais pour la purine Schumacher et Giinther (10) ont tout rCcemrnent CvaluC le pK du cation diproton6 (N-1 et N-7/N-9) a - 1,5 21 partir des faibles variations des constantes de couplage du I3C et 'H dans D2S0,.

X Addninc (Adc): X = NH2, Y = H

8 Addnosine (Ado): X = NH2, Y = D-ribose Purine (Pur): X = H. Y = H

Y

Partie experimentale RPnc!;f:s

L'addninc ct I'addnosinc (Aldrich) ct la purinc (Sigma) ont dtd utilisCcs sans purification ultdricure. Le titrage acidimctriq~~c dcs bascs par unc solution dc HCIO, dans I'acidc acktique intlique une puretC de 99.5 + 0.5%. L'amino-3 pyridinc ct I'imidazole (Aldrich) ont dtd recristallisds ct sCchds. ils titrcnt 99.9 + 0.3%).

Lcs solutions aqueuscs dc HCI. HCIO, ct H2S0, ont CtC prdpardcs par dilution de solutions de conccntrations connucs. Lcs solutions de NaCIO, ont dtd obtcnucs par ncutralisation dc solutions dc HCIO,

CAN. J . CHEM. VOL. 62 , 1984

FIG. I. Chaleurs de dissolution, AH,, de I'Ade, 1'Ado et 1'Ampy en fonction de la concentration d'acide, [HX]. Ade-HC1 (-), Ade-HCIO, ( a ) , Ade-H2S0, (El), Ado-HCIO, (O), Ampy -H2S04 (m).

titrCes par NazCO (McArthur) jusque pH = 6. les solutions ont CtC filtrkes puis diluCes.

Mesrtres CnlorirnPrrie Les chaleurs de dissolution de poids connus (0,035-0.125 g) des

bases solides dans 100 mL de solutions d'acides de concentrations connues ont CtC mesurees i 25.00 * 0,0I0C avec un calorimetre isopCribolique LKB (modkle 8721-1). Le systeme calorimCtrique prC- cedemment dCcrit ( I 1 ) a CtC ICgerement modifik. La cellule utilisee est de 100 mL. La thermistance de 2000 0 constitue I'une des branches du pont de Wheatstone. Le circuit Clectrique est aliment6 par une source de courant constant (300 ou 500 FA). Le signal du dCtecteur de zCro (Keithley 155) aprks passage par un diviseur de potentiel, est enregistrk sur un appareil Tacussel EPLI. La risistance chauffante de calibration (50 0) est alimentee par une source de tension stabilisie (Tacussel PRT 500 LC) et le temps de chauffage est mesure avec un chronomktre (Precision Scientific) command6 par un interrupteur dou- ble. La tension aux bornes de la resistance est lue sur un multimetre digital (Keithley 179). Le calcul des quantitts de chaleur est fait comme prCcCdemment ( I I ) . Les performances du calorimktre ont CtC CvaluCes en mesurant la chaleur de neutralisation du THAM solide dans HCI aqueux 0.10 M. Les valeurs obtenues correspondent aux donnCes de la litterature i mieux de 0.5% (12).

RPsonntlce mngne'tique rzuclPnire Les spectres rmn du carbone- 13 ont CtC obtcnus i 20.2 MHz sur un

appareil Bruker WP-80. Les concentrations d'adenine, adenosine, purine, imidazole et amino-3 pyridine dans les solutions aqueuses de HC104 et HZSO, et dans HCF3COz sont comprises entre 0.2 et 0.7 M. Les dCplacements chimiques des carbones-13 sont mesures par rapport au dioxanne en rCfCrence externe et rapportes au tCtramCthylsilane en donnant aux carbones du dioxanne un dCplacement de 67.40 ppm. Quelques mesures ont CtC effectukes a 100.6 MHz avec le spec- trometre Bruker WH-400 sur des solutions 0.10 M d'adenine.

Les spectres rmn du proton ont CtC enregistres a 90.0 MHz sur un appareil Bruker WH-90. Les dCplacements chmiques ont CtC mesurCs par rapport aux CH3 du DSS ((CH3)3Si(CH2)3S03-Na') en rkference

FIG. 2. Chaleurs de dissolution, AH,, de la Pur, 1'Imid et le Ben- zimid en fonction de la concentration d'acide, [HX]. Pur-HC1 (A), Pur-HC10, ( a ) , Pur-H2SO4 (El), Imid-HC104 (O), Imid-H2S0, (a), Benzimid-H2S04 (A).

interne. Les valeurs des dCplacements sont rapportees au TMS en prenant des valeurs identiques nulles pour les protons de CH3 du DSS et ceux du TMS ( 1 3).

Resultats Calorim Ptrie

Nous avons determine les chaleurs de dissolution de I'adC- nine (Ade) dans H,SO, et HCIO,, celles d e I'adenosine (Ado) dans HCIO, et celles de l'amino-3 pyridine (Ampy) dans H2S04. Les enthalpies molaires d e dissolution A H , sont portCes en fonction des concentrations molaires des acides dans la figure I. Les valeurs obtenues par Kilday pour 1'Ade en milieu HCI sont aussi donnCes a titre de comparaison. La figure 2 reflete les rtsultats relatifs a la purine (Pur) dans HCI, HC10, et H2S04, a I'imidazole (Imid) dans HClOj et H2S0, et au benzimidazole (Benzimid) dans H,S04. L'effet de la concen- tration d e I'adCnine (6 valeurs entre 2,2 x lo-' et 1,7 x M ) a ete CtudiC a deux niveaux de concentration de HCIO,, 2,02 M et 0 ,20 M. On a obtenu respectivement pour les en- thalpies molaires d e dissolution des valeurs independantes d e la concentration -6,87 -C 0,30 kJ mol-' ( r - = 0,9998) et +8 ,55 * 0 ,20 kJ mol-' (r- = 0,9996). Ces resultats nous ont fait conclure que compte tenu de la prCcision des mesures, les enthalpies calculees peuvent Etre assimilees aux valeurs a dilu- tion infinie. Une sCrie d e mesures d e A H , de I'Ade a aussi kt6 effectute avec des solutions de concentration constante 1,113 M en HClOj mais variables en NaCIO,. En augmentant la concentration de NaCIO, jusqu'a 6,38 M , les valeurs de A H , passent graduellement d e -0.6 a - 18,O kJ mol-'. Ces varia- tions font entrevoir un effet d e milieu important sur la pro- tonation d e I'Ade.

Rtsonance magne'tique nucltaire Les spectres rmn du proton et du carbone- 13 ont CtC pris pour

I'Ade dans des solutions de HCIO, aux acidites moyennes et d e H,SO, aux fortes aciditks etant donne les solubilites limitkes des sels, (bisulfates et perchlorates), dans certains domaines d'acidites. Les concentrations d'acides libres [HX] en solution

FIG. 3. DCplacernents chirniques des carbones- 13 de 1' Ade, SC-i, en fonction de H , dans HC104 et H2S04 Ade-HC104 (a), Ade-H,SO, (0). [Ade] = 0,10 M a 0,71 M.

ont CtC calculees en retranchant des concentrations initiales n fois les concentrations des especes BH,,"' formCes dans les reactions de protonation de 1'Ade. Ces dernieres concentrations ont ete obtenues a partir des concentrations de la base et du rapport I dCduit cles deplacements chimiques 6 observes et des 6 limites pour les especes BH,,"' (eq. [2]). Les valeurs des fonctions d'acidite H,, H i et H, ont alors CtC dCduites des valeurs de [HX] en utilisant les donnees dans la litttrature (14- 16, 17, 18-20). L'attribution des cinq carbones de I'adC- nine a CtC faite sur la base des donnCes de la littkrature (21) et de rksultats en milieu DMSO' et verifiee avec les spectres de dCcouplage off-resonance. On a represent6 Fig. 3 les courbes d'allure s~gmotde donnant les 6 des 5 carbones de I'adenine en fonction de H,,. Les courbes correspondant aux solutions dans H,SO, et HCIO, sont dkplacees d'environ 0,3 ppm, celles pour H2S0, Ctant a des champs plus faibles.

Les resultats correspondants pour la purlne en milieu H?SO4 sont donnes a la Fig. 4. Les spectres sont enregistrts rapi- dement pour Cviter une certaine dCcomposition dans les milieux d'acldite intermediaire (0,5-4 M ) Les deplacements chi- miques des carbones- 13 de I'amino-3 pyr~d~ne et de I'im~dazole dans H,SO, sont donnes a la Fig. 5 en fonct~on des valeurs de H,,. Pour I'Ampy, ['attribution du carbone C-3 dont le signal apparait a des champs nettement plus fa~bles, est fa~te avec le spectre dicouple. Une Ctude plus poussee serait ntcessarre pour ~dent~frer les autres carbones et n'entre pas dans le cadre des objectlfs poursuivis ici. Les spectres de I'adenosine repr6sentCs Fig. 6 ont kt6 pris en d e ~ a d'une heure afin de minimiser la reaction d'hydrolyse de ce nucleos~de (22) et la degradation du D-ribose, reactions de plus en plus notables lorsque I'aciditk croit. Pour une concentration de H?SO, r 10,7 M, le spectre de I'adCnos~ne n'a pu Ctre obtenu. Les produits de I'hydrolyse, adenine et D-ribose. ont ete facilement identifies par compa-

'D. Boulet et M. Frechette. Risultats non-publiCs.

FIG. 4. DCplacernents chimiques des carbones-13 de la Pur, SC-i, en fonction de Ho dans H2S04. [Purl = 0,29 M a 0,51 M.

raison des spectres rmn dans les mCmes milieux acides. Les carbones sont attribues a partir des valeurs obtenues pour I'adC- nosine monoprotonee par l'acide picrique dans le MelS02, de donnees de la littkrature (23) et des spectres decouplCs. Les courbes des deplacements chimiques des protons H-2 et H-8 de I'adCnine en fonction de Ho pour les acides HCLO, et HISO,, ont aussi une allure sigmo'ide. On remarque toutefois un effet de milieu important, les valeurs de 6 en milieu H2SOi etant dCcalCes d'environ 0 ,5 ppm vers les champs plus forts par rapport aux valeurs en milieu HCIO, (Fig. 7).

Dans le domaine de concentration des bases Ctudiees (0 , l -0 ,7 M ) (les intervalles Ctant prCcisCs dans les ICgendes des Fig. 3 a 6), on n'a pas note d'effet de concentration sur les valeurs des dkplacements chimiques. Les points experimentaux se placent bien sur les courbes sigmo'ides et leurs composantes horizontales. Read et Goldstein (24) ont aussi remarque qu'avec la purine I'effet de concentration de la base sur les dkplacements du proton disparait lorsque la base est protonee.

Le calcul des pKBb,,:- des especes BH,,"' (n = 2.3) partir des resultats de rmn prisente des difficult&, tout d'abord au niveau du choix de la fonction d'acidite H, qui convient. Ce point est illustrC au Tableau 1 ou sont rassemblees les valeurs des pK,, et pentes m,, obtenues pour I'Ampy (pK,) et I'Ade (pK, et pK,) a partir des graphiques des differentes fonctions Ho. H + , H A en fonction de log I. Ces graphiques sont bases sur ]'equation:

[ 1 I Hi = pK,, - m,, log I BH,,"' I

= pK,, - m,, log I 1 BH;,"--," ' 1

FIG. 5. DCplacements chimiques des carbones-13 de I'Ampy ct I'lmid, 6C-i, en fonction de Ho dans H2S0,. Ampy (17), Imid (m). [Ampy] = 0,30 M a 0,45 M et [Imid] = 0.39 M i 0.73 M.

oh les rapports 1 des concentrations des esphces BH,,"' et BH~,",'" sont obtenus a partir des valeurs de 6 et celles des 6 limites pour les deux especes:

Dans une certaine mesure pour contourner le problerne du choix des fonctions d'acidite H, , d'autres tnethodes generales de calcul des pK,, ont ete proposees en particulier par Bunnett et Olsen (25) et rCcernnient par Cox et Yates (26). Cette der- niere methode dite "excess acidity method" est basee sur la resolution de I'kquation

I Les valeurs de X et log C,,- sont connues, lndkpendemment

de la base utll~sCe pour un ac~de donne en concentration donnee (27) Log 1 est dedu~t de nos resultats de rnin tel qu'lnd~que plus haut Un programme permet alors d'ajuster les parametres In- connus rn' et pK,, Les resultats sont conqlgnes dans le Tableau 2

Discussion La coniparalson des risultats obtenus pour la protonation des

bases Ade. Pur, Ado et Ampy en rmn et en calorirnetr~e met en evidence des differences essent~elles. D'un c6t6 les courbes donnant les dCplacements, 6, des carbones-13 en fonction de

FIG. 6. DCplacements chimiques dcs carbones-13 dc I'Ado, 6C-i, en fonction de H,, dans H2S0,. [Ado] = 0.38 M a 0,78 M.

FIG. 7. DCplacements chimiques dcs protons de I'Ade, 6H-i, en fonction de Ho dans HC1O4 et H2S04. Ade-HCI04 (a), Ade-H,S04 (0). [ ~ d e ] = 0,10 M i 0,71 M.

H,, (Fig. 3-6) ont l'allure sigmoi'de attendue des reactions de protonation. Par contre. les courbes de la chaleur de dis- solution, AH, , des bases en fonction de H,, (ou de la concen- tration d'acide, Fig. 1 . 2) ne refletent qu'une exothermicite croissante alors que I'on devrait avoir aussi des courbes sigmo'ides analogues a celle obtenue en fonction du pH (2 < pH < 6) pour la premiere protonation de I'Ade (3). Les rksultats inattendus de calorirnetrie s'expliquent en considkrant le cas plus simple de la base imidazole, B (pKBll- = 7,2 (8)). On note Fig. 5 que les variations des 6 des carbones C-4, 5 de I'imi- dazole sont inferieures a 0,5 ppni entre +0,2 > H,, > -9,4 (soit 0,5 M < H2S0, < 17,2 M) et celles du C-2 sont negli- geables. Ces resultats nous font conclure que dans le domaine d'acidite considere, d'une part i l n'y a pas de reaction de protonation additionnelle de l'ion imidazoliuni. BH' , et d'au-

TABLEAU I. pKBt1,;~ et pcntes tn, , corrcspondant aux fonctions d'aciditk, HI,. H,, H,,

Ampy Ho -135 1,30 H+ - 1.76 I ,30 HA - 1,30 1.06

Adc Ho -0,51 0,89 -7.6 1.8 H+ - - - 5 3 0,35 HA -0,41 0,71 -4,7 0.98

TABLEAU 2. pKRt4,;~ suivant la mCthodc Cox- Yates

Ampy - 1.23 Ade -0,43 -4,23 Ado - 1,48 Hydrolyse Pur - 1.66 < -6

tre part que I'effet de milieu sur les S des carbones- 13 est tres faible. Par contre, en dCpit de cette absence de protonation additionnelle de BH' , la chaleur de dissolution AH, de I'imi- dazole change de f a ~ o n continue et considerable avec la con- centration de HCIO, et HISO, (Fig. 2). Ainsi AH, qui est de -24,3 kJ mol-I dans HCIO, 0.20 M (en excellent accord avec la valeur de -24,O kJ mol-I dans HCI 0.20 M (28)) passe a -88,7 kJ mol-' dans HC10, 11,65 M. On tloit donc conclure

un effet du milieu extr6mement important, -64.4 kJ mol-', sur le AH, de la reaction de protonation de I'irnidazole,

[4] B(c) + H'CIO, = BH'CIO,

Nous avons alors cherche a Cvaluer les contributions res- pective~ des variations d'enthalpie de H'CI0,- et BH4CI0,-.

I'effet du milieu sur la reaction [4]. On deduit de [4] que lorsque I'on passe par exelnple d'un premier milieu dilue, tel que HCIO, 0,20 M, un second milieu concentre, tel que HCIO, 11,65 M, la variation de AH, est Cgale a la difference des enthalpies de transfert AH, d'une mole de BH ' C I O , et de H4CIO,- du milieu concentre au milieu diluk.

[5] SAH, = AH,(BHtCIO,-) - AH,(HtCIO,-)

On calcule qu'avec ces deux milieux, d'apres les donnees de la litterature (29), AH,(H4CI0,-) = -41,8 kJ mol-I, i l reste donc pour AH,(BHtCIO,-) -64,4 + 41,8 soit -22,6 kJ rnol-I. En d'autres termes, le passage de AH, de -24,3 kJ mol-' dans HCIO, 0,20 M (chaleur de solution de B, + 12,8 kJ mol-', plus chaleur de protonation de B, -37,l kJ mol-I) i -88,7 kJ mol-' dans HC10, 11,65 M est due pour 65% a la chaleur de transfert d'une mole de HtCIO,- d'un milieu a I'autre et pour 35% '0 celle d'une mole de BH 'CI0,-. On peut aussi rCCcrire [5]

[6] SAH, = AH,(BH') - AH,(H')

Cette equation relie cette fois le AH, aux enthalpies de trans- fert ioniques de BH' et H ' entre deux milieux, la contribution importante Ctant vraisernblablernent celle de H ' . L'equation [6] montre aussi que des variations analogues de AH, doivent se retrouver avec les autres acides concentres utilises HCI et H?SO,. Ainsi, et cette fois dans le cas de I'adenine, lorsque I'on passe de HCI 0,lO M a HCI 6,6 M, les concentrations limites utilisees par Kilday (7) pour obtenir AH?, l'enthalpie de la seconde protonation de I'adenine, on calcule AH,(HICI-) =

- 16,7 kJ mol-I. Ceci signifie que lorsque la chaleur de dis- solution de I'adenine solide passe de + 10.8 kJ mol-I dans HCl 0,10 M a -25,3 kJ mol-I dans HCI 6,6 M (7), la diminution de -36,l kJ mol-' inclut dCja une contribution m;!jeure de -33,4 kJ mol-' due au seul transfert de 2 moles de H'CI-, I'Ade Ctant diprotonee a cette acidite. Nous avons d'a~lleurs essaye de c o ~ ~ i g e r les valeurs experimentales de AH, obtenues par Kilday entre HCI 0,10 et 6,6 M en retranchant les con- tributions dues au seul transfel-t de H'CI-, le nornbre de moles de HCI transfer6 etant calcule d'apres pK, = -0,43. Les AH, ainsi corriges port& en fonction de H,, ont donne ilne courbe d'allure sigmo'ide. On a alors calcule a partir de ces valeurs AH? = -3,7 kJ n~ol-I pour la reaction

Toutefois en repetant le m&me processus avec nos valeurs de AH, en milieux HCIO, et H,SO,, on a obtenu pour AH, des valeurs totalemcnt differentes. Apparemment les contributions opposees de AH,(BHtX-) et AH,(BH12'(X-)?) (oh X- = CI-, C10,-, HS0,-) qui restent incluses dans les valeurs ainsi calcu- lees de AH? ne se compensent pas. En conclusion, non seu- lement i l n'est pas possible d'atteindre un AH, valable en corrigeant seulement pour le transfert de l'acide, lnais aussi la valeur de +7,9 kJ mol-I calculCe par Kilday sans correction aucune, est B re.jeter totalement.

Passons maintenant aux resultats de rmn. Les tres faibles variations des valeurs des deplacements chimiques, 6, des carbones- 13 de I'imidazole dans H?SO, (Fig. 5) laissent prevoir un effet de milieu negligeable pour les autres bases CtudiCes. On n'a d'ailleurs dCcelC par la methode Cox-Yates qu'un tres faible effet de milieu pour la purine et aucun effet pour I'adC- nine et l'adenosine.' Le calcul des pKBI,,;* est ainsi facilite. Comparons d'abord nos valeurs de pKZ de I'amino-3 pyridine donnees au Tableau I avec la valeur de - 1.43 obtenue par spectroscopie uv (9) mais sans tenir compte d'un effet de milieu possible. En considerant le choix de la fonction d'acidid, on aurait pu penser priori que la fonction H I convenait mieux pour la deuxieme protonation de 1'Arnpy mais la valeur corres- pondante de la pente, rn2 = 1.30. est Clevee. De plus, Brignell et al. (9) dans leur etude uv ont utilise la fonction H, et obtenu une pente de 1,08. Avec H,, notre pente est m2 = 1,30 rnais par contre avec H, dont le choix est moins justifiable nous bb- tenons une valeur rnI = 1,06 plus satisfaisante. Pour Cviter ce probleme de selection de fonction d'aciditk, nous avons utilise la methode Cox-Yates pour calculer les pK retenus au Tableau 2. Notre valeur de pKaH,l- = -0,43 pour I'adCnine est en bon accord avec la valeur -0,35 trouvee par spectroscopie uv (6). Quant a la valeur correspondante pour la purine, - 1,66, elle se compare favorablement a la rkcente valeur - 1,5 estimee a partir de donnees sur 'J('",'H) dans DISO, (10). On note que les differences des valeurs des pK, PK,~,,,~- - pKBl,+ sont d'en- viron -4,5 unites tandis que pKBll,l- - pKBrl+ est de -8,3 unites. Comme les pK correspondant aux deux protonations d'une pyrimidine voisine I'amino-4 dimethyl-2,6 pyrimidine (7,O et - 1,7)' different de -8,7, les pK obtenus suggerent que la seconde protonation des bases B se fait sur le cycle irnidazole et la troisieme sur le cycle pyrimidine.

Examinons pour terrniner l'incidence de nos resultats de rmn sur le choix des sites de protonation des bases Ade, Pur et Ado et les attributions faites anterieurernent. La premiere pro- tonation de I'Ado et de I'Ade en N- l est bien Ctablie (1, 2) et

' R. A. Cox. Communication pcrsonnclle.