Список литературы

dongu-vestnik01.ru

Вестник Донецкого университета. Серия 01. Естественные науки

Vestnik of Donetsk University. Series 01. Natural Sciences

2415-7058

527

10.5281/zenodo.20799662

Articles

Статьи

Research Article

QUANTUM-CHEMICALMODELING THE MECHANISMS OF REACTIONS OF VALINE AND ASPARAGINE WITH SULFONYL CHLORIDES IN THE GAS PHASE

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ РЕАКЦИЙ ВАЛИНА И АСПАРАГИНА С СУЛЬФОНИЛХЛОРИДАМИ В ГАЗОВОЙ ФАЗЕ

https://orcid.org/0000-0001-9609-0757

Kochetova

Ludmila Borisovna

Кочетова

Людмила Борисовна

kochetova_lb@mail.ru 1

https://orcid.org/0000-0001-5683-6470

Kustova

Tat'yana Petrovna

Кустова

Татьяна Петровна

kustovatp@ivanovo.ac.ru 2

Smirnova

Anastasiya Evgen’evna

Смирнова

Анастасия Евгеньевна

nlj48971@gmail.com 3

Minnibaeva

Irina Mickhailovna

Миннибаева

Ирина Михайловна

lisichkalu17@gmail.com 4

Ивановский государственный университет, г. Иваново Ivanovo State University, Ivanovo

23 06 2026

NO2 (2026)

№2 (2026)

38 46 22 07 2026

2026

Вестник Донецкого университета. Серия 01. Естественные науки

Vestnik of Donetsk University. Series 01. Natural Sciences

Эта статья распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)

This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0)

https://dongu-vestnik01.ru/index.php/bdsa/article/view/527

Quantum-chemical calculations of three-dimensional potential energy surfaces of reactions of valine with 3-nitrobenzenesulfonyl chloride and asparagine with benzenesulfonyl chloride in the gas phase were carried out using the RHF//6 31G(d) method within the Firefly 7.1g software package.It was established that the reaction of valine with 3-nitrobenzenesulfonyl chloride proceeds by the mechanism of bimolecular concerted nucleophilic substitution, and the reaction of asparagine with benzenesulfonyl chloride proceeds by the addition-elimination mechanism.The difference in reaction mechanisms is explained by the presence of an electron-withdrawing radical in the asparagine molecule, which reduces the nucleophilic properties of the nitrogen atom of the amino group and complicates the reaction.The structures of the transition states of the reaction were calculated, and their activation energies in the gas phase were determined.

Методом RHF//6‑31G(d) в рамках программного пакета Firefly 7.1g проведены квантово-химические расчеты трехмерных поверхностей потенциальной энергии реакций валина с 3‑нитробензолсульфонилхлоридом и аспарагина с бензолсульфонилхлоридом в газовой фазе. Установлено, что реакция валина с 3-нитробензолсульфонилхлоридом протекает по механизму бимолекулярного согласованного нуклеофильного замещения, а реакция аспарагина с бензолсульфонилхлоридом – по механизму присоединения-отщепления. Разница в механизмах реакций объясняется присутствием в молекуле аспарагина карбонильного атома углерода в боковой цепи, который снижает нуклеофильные свойства атома азота a-аминогруппы и затрудняет протекание реакции. Рассчитаны структуры переходных состояний реакции, определены их энергии активации в газовой фазе.

quantum-chemicalmodeling reactionmechanism sulfonation amino acids potential energy surface

квантово-химическое моделирование механизм реакций сульфонилирование -аминокислоты поверхность потенциальной энергии

[Полный текст статьи отсутствует в исходных данных. Необходимо добавить текст из PDF или другого источника.]

Список литературы

1. Михалкин, А.П. Получение, свойства и применение N-ацил-α-аминокислот / А.П. Михалкин // Успехи химии. – 1995. – Т. 64, № 3. – С. 275-292.

2. Hanuš, L. N-Acyl amino acids and their impact on biological processes / L. Hanuš, E. Shohami, I. Bab, R. Mechoulam // Biofactors. – 2014. – V. 40, No 4. – P. 381-388.

3. Coumarinyl-substituted sulfonamides strongly inhibit several human carbonic anhydrase isoforms: solution and crystallographic investigations / J. Wagner, B.S. Avvaru, A.H. Robbins, et al. // Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. – 2010. – V. 18, No 14. – Р. 4873-4878.

4. Pteridine-sulfonamide conjugates as dual inhibitors of carbonic anhydrases and dihydrofolate reductase with potential antitumor activity / S.M. Marques, E.A. Enyedy, C.T. Supuran, et al. // Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. – 2010. – V. 18, No 14. – Р. 5081-5089.

5. New hydroxypyrimidinone-containing sulfonamides as carbonic anhydrase inhibitors also acting as MMP inhibitors / M.A. Esteves, O. Ortet, A. Capelo, et al. // Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. – 2010. – V. 20, No 12. – Р. 3623-3627.

6. Кинетика реакций ацильного переноса / Л. В. Курицын, Т. П. Кустова, А. И. Садовников, Н. В. Калинина, М. В. Клюев. – Иваново: Иван. гос. ун-т, 2006. – 260 с.

7. Кочетова, Л.Б. Амиды и сульфонамиды: кинетические закономерности синтеза и механизмы реакций / Л.Б. Кочетова, Т.П. Кустова, Л.В. Курицын. – Москва: Берлин: Директ-Медиа, 2020. – 283 с.

8. Кочетова, Л.Б. Ацилирование амидов, гидразидов, аминокислот и дипептидов / Л.Б. Кочетова, Т.П. Кустова, Н.В. Калинина. – Москва: Директ-Медиа, 2024. – 163 с.

9. Кочетова, Л.Б. Влияние растворителя вода-1,4-диоксан на кинетические закономерности реакций -аминокислот с 4-нитрофениловым эфиром уксусной кислоты / Л.Б. Кочетова, Т. П. Кустова // Вестник Донецкого национального университета. Серия А: Естественные науки. – 2026. – № 1. – С. 33-44. – DOI: 10.5281/zenodo.19179429. – EDN: MTMHVH

10. Кустова, Т. П. N-ацилирование -аланил--аланина нитрофениловыми эфирами бензойной кислоты в растворителе вода-диоксан / Т. П. Кустова, Л.Б. Кочетова // Известия АН. Серия xимическая. – 2025. – Т. 74, № 10. – С. 2980-2987.

11. Кустова, Т.П. Реакционная способность этилового эфира лейцина в бензоилировании в водно-органических средах / Т.П. Кустова, Л.Б. Кочетова // Известия вузов. Серия химическая. – 2023. – Т. 66, вып.12. – С. 41-48.

12. Organic Chemistry in the Creation of Molecules with Practically Useful Properties / BelyakovaYu. Yu., Yaremenko I. A., Terentev A. O. et al. // Russian Journal of General Chemistry. – 2026. – V. 96, No 1. – Р. 1-350.

13. Взаимодействие сульфохлоридов с нуклеофильными реагентами / Р. В. Визгерт, Ю. Г. Скрыпник, М. П. Стародубцева и др. – Москва, 1976. – 51 с. – Деп. в ВИНИТИ, № 1237-76.

14. Литвиненко, Л. М. Кинетика и механизм реакций нуклеофильного замещения у тетракоординационного атома серы в ряду производных органических сульфокислот / Л. М. Литвиненко, В. А. Савелова, Т. Н. Соломойченко, В. Г. Заславский // Структура, реакционная способность органических соединений и механизмы реакций: сб. науч. трудов. – Киев: Наукова думка, 1980. – С. 3-68.

15. Литвиненко, Л. М. Механизмы действия органических катализаторов. Основный и нуклеофильный катализ / Л. М. Литвиненко, Н. М. Олейник. – Киев: Наукова думка, 1984. – 264 с.

16. Савелова, В. А. Кинетика и катализ реакций нуклеофильного замещения в ряду производных сульфоновых и карбоновых кислот: дис… докт. хим. наук: 02.00.03 / Савелова Вера Андреевна. - Донецк, 1986.

17. Granovsky, A.A. Firefly version 7.1.G. www http://classic.chem.msu.su /gran/firefly/index.html

REFERENCES

1. Mikhalkin, A.P. (1995) [Production, properties and application of N-acyl-α-amino acids]. Uspekhi Khimii = Russian Chemical Reviews. 64 (3), 275-292. (In Russian).

2. Hanuš, L., Shohami, E., Bab, I., Mechoulam, R. (2014) N-Acyl amino acids and their impact on biological processes. Biofactors. 40(4), 381-388.

3. Wagner, J., Avvaru, B.S., Robbins, A.H., Scozzafava, A., Supuran, C.T., McKenna, R. (2010) Coumarinyl-substituted sulfonamides strongly inhibit several human carbonic anhydrase isoforms: solution and crystallographic investigations. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 18(14), 4873-4878.

4. Marques, S.M., Enyedy, E.A., Supuran, C.T., Krupenko, N.I., Krupenko, S.A., Santos,M.A. (2010) Pteridine-sulfonamide conjugates as dual inhibitors of carbonic anhydrases and dihydrofolate reductase with potential antitumor activity. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 18(14), 5081-5089.

5. Esteves, M.A., Ortet, O., Capelo, A., Supuran, C.T. (2010) New hydroxypyrimidinone-containing sulfonamides as carbonic anhydrase inhibitors also acting as MMP inhibitors. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 20(12), 3623-3627.

6. Kuritsyn, L.V., Kustova, T.P., Sadovnikov, A.I., Kalinina, N.V. & Klyuev, M.V. (2006) Kinetics of acyl transfer reactions. Ivanovo: Ivanovo State University. 260 p. (In Russian).

7. Kochetova, L.B., Kustova, T.P. & Kuritsyn, L.V. (2020) Amides and sulfonamides: kinetic patterns of synthesis and reaction mechanisms.Moscow: Berlin: Direct-Media. – 283 p. (In Russian).

8. Kochetova, L.B., Kustova, T.P. & Kalinina, N.V. (2024) Acylation of amides, hydrazides, amino acids and dipeptides. Moscow: Direct-Media. 163 p. (InRussian).

9. Kochetova, L.B. & Kustova, T.P. (2026) [The effect of water-1,4-dioxane solvent on the kinetics of reactions of -amino acids with 4-nitrophenyl ester of acetic acid]. Vestnik Donetskogo natsyonl’nogo universiteta. SeriyaА: Yestestvennyye nauki. = Bulletin of Donetsk National University. Series A: Natural Sciences. (1), 33-44. (In Russian).

10. Kustova, T.P. & Kochetova, L.B. (2025) [N-acylation of -alanyl--alanine with nitrophenyl esters of benzoic acid in the solvent water-dioxan]. Izvestia Academii Nauk. Seriya khimicheskaya = Russian Chemical Bulletin. 74 (10), 2980-2987. (InRussian).

11. Kustova, T.P. & Kochetova, L.B. (2023) [Reactivity ofethyl ester of leucine in benzoylation in water-organic media]. Izvestia Vysshikh Uchebnykh Zavedeni. Khimia i khimicheskaya technologiya = ChemChemTech. 66 (12), 41-48. (In Russian).

12. Belyakova Yu. Yu., Yaremenko I. A., Terentev A. O. et al. (2026) Organic Chemistry in the Creation of Molecules with Practically Useful Properties. Russian Journal of General Chemistry. 96 (1), 1-350.

13. Vizgert, R.V., Skrypnik, Yu G., Starodubtseva, M.P., Maksimenko, N. N., Sheiko, S.G. (1976) Interaction of sulfonyl chlorides with nucleophilic reagents.Moscow. 51 p. Dep. in VINITI, № 1237-76. (In Russian).

14. Litvinenko, L. M., Savelova, V. A., Solomoichenko, T.N., Zaslavskiy,V.G. (1980) [Kinetics and mechanism of nucleophilic substitution reactions at the tetracoordinate sulfur atom in a series of organic sulfonic acid derivatives]. In: Structure, reactivity of organic compounds and reaction mechanisms: Coll. Sci. pap. Kiev: Naukova dumka. 3-68. (In Russian).

15. Litvinenko, L. M. & Oleinik, N.M. (1984) Mechanisms of action of organic catalysts. Base and nucleophilic catalysis. Kiev: Naukova dumka. 264 p. (In Russian).

16. Savelova, V. A. Kinetics and catalysis of nucleophilic substitution reactions in a series of derivatives of sulfonic and carboxylic acids: diss… Doct. of Chemical Sciences: Donetsk.1986. (In Russian).

17. Granovsky, A.A. Firefly version 7.1.G. www http://classic.chem.msu.su /gran/firefly/index.html