Semiempirical Approach to the Fukui Function Analysis of Uric Acid under Different pH Conditions

互变异构体 福井函数 脱质子化 化学 电子转移 计算化学 戒指(化学) 区域选择性 尿酸 质子 物理化学 立体化学 有机化学 离子 物理 量子力学 催化作用 生物化学 电泳剂
作者
Roberto E. Fontanini,Roberto Flores‐Moreno,Bernardo Zúñiga-Gutiérrez,Savaş Kaya,Konstantin P. Katin,Mikhail M. Maslov,A. I. Kochaev
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry A [American Chemical Society]
卷期号:127 (39): 8228-8237
标识
DOI:10.1021/acs.jpca.3c04695
摘要

Analytic Fukui functions calculated at a first-principles level are combined with experimental pKa values and the calculation of tautomerization energies to obtain the effective regioselectivity of uric acid toward electron-transfer reactions under different pH conditions. Second-order electron binding energies are also computed to determine which of the tautomers is more likely to participate in the electron transfer. A comparison of vertical and adiabatic proton detachment energies allows us to conclude that tautomerization is not mediating deprotonation and that two monoanionic species are of comparable relevance. The main difference between these monoanionic species is the ring that has been deprotonated. Both monoanionic species are produced from a single neutral tautomer and mainly produce a single dianionic tautomer. As a method for the analysis of systems affected by pH such as uric acid, we propose to plot condensed Fukui functions versus pH, allowing us to draw the effect of pH on the regioselectivity of electron transfer in a single image.
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