Radical oxidation of xanthines: a reaction pathway to uric acid?

¹ Instituto Superior Técnico, Secção de Química Orgânica, Av Rovisco Pais, P-1096 Lisboa codex, Portugal.
² Max-Planck-lnstitut für Strahlenchemie Stiftstraβe 34-36, D-45470 Mülheim/Ruhr, Germany.

Abstract

The reaction of isocaffeine (1,3,9-trimethylxanthine) with oxidizing radicals is studied by using pulse radiolysis techniques to study the transients and follow their transformation kinetics, and by identifying the corresponding stable final products by HPLC. Isocaffeine reacts with OH˙ to yield an hydroxyl adduct at C(8) that leads, after oxidation, to the formation of the corresponding uric acid (1,3,9-trimethyl-S-hydroxyxanthine). Upon reaction with SO₄^-˙ the formation of the same uric acid was also seen, resulting from the hydration of the radical cation initially formed, followed by oxidation. This result is in contrast with that observed for purines of the adenine system, where a C(8)-hydroxylated derivative is formed upon oxidation by OH. but not by SO₄^-˙

Résumé

L'oxydation radicalaire de l'isocaféine (1,3,9-triméthylxanthine) a été étudiée, d'une part par radiolyse pulsée afin de caractériser la formation des radicaux intermédiaires et la cinétique de leur transformation, d'autre part par analyse HPLC pour détecter les produits stables formés. L'isocafeine réagit avec le radical OH˙ en formant un adduit en C(8) qui conduit, après oxydation, à la formation de l'acide urique correspondant (l,3,9-triméthyl-8-hydroxyxanthine). L'oxidation par le radical SO4^-˙ conduit au même acide urique par hydratation du radical cation primaire suivie de l'oxydation du radical résultant. Ce résultat est différent de celui obtenu avec l'adénine et ses dérivés. En effet, dans ce dernier cas, on observe la formation de dérivés hydroxylés en C(8) après oxydation par OH. mais non par SO4^-˙.