우라실(Ura)의 메탄올 및 에탄올 수용액 혼합물에서의 용해 열역학 및 우선적 용매화가 온도 범위 293.15–318.15 K에서 체계적으로 연구되었습니다. 문헌에서 얻은 실험적 용해도 데이터를 반트호프 및 깁스 방정식을 사용하여 용해의 표준 열역학적 매개변수(ΔsolH°, ΔsolS°, ΔsolG°)를 평가했습니다. 결과에 따르면 우라실 용해는 모든 용매 조성에서 흡열적이고 주로 엔탈피에 의해 주도되는 과정이며, 중간 알코올이 풍부한 영역(x1 ≈ 0.35–0.45)에서 용해도가 현저하게 증가합니다. 역 커크우드-버프 적분(IKBI) 접근법을 사용하여 우선 용매화 매개변수(δx1,Ura)를 결정함으로써 용질-용매 상호작용에 대한 분자 수준의 통찰력을 제공했습니다. 수분 함량이 높은 혼합물에서 양의 δx1,Ura 값은 선호적 수화 작용을 나타내는 반면, 알코올 함량이 높은 시스템에서 음의 값은 Ura 주변의 사이보택틱 영역에서 알코올이 물을 점진적으로 대체함을 나타냅니다. 온도 상승은 δx1,Ura의 크기를 감소시켜 용매 구조적 이질성과 수소 결합 네트워크의 약화를 시사합니다. 전반적으로, 이러한 결합된 열역학적 및 분자적 해석은 혼합 용매에서 핵염기 용매화에 대한 이해를 높이고 제약 제형 설계 및 용해도 예측을 최적화하기 위한 정량적 틀을 제공합니다.

The dissolution thermodynamics and preferential solvation of uracil (Ura) in aqueous mixtures of methanol and ethanol were systematically investigated over the temperature range 293.15–318.15 K. Experimental solubility data from the literature were analyzed using van’t Hoff and Gibbs equations to evaluate the standard thermodynamic parameters of dissolution (ΔsolH°, ΔsolS°, ΔsolG°). The results reveal that uracil dissolution is an endothermic and predominantly enthalpy-driven process across all solvent compositions, with solubility markedly enhanced in intermediate alcohol-rich regions (x1 ≈ 0.35–0.45). The inverse Kirkwood–Buff integrals (IKBI) approach was employed to determine the preferential solvation parameter (δx1,Ura), providing molecular-level insight into solute–solvent interactions. Positive δx1,Ura values in water-rich mixtures indicate preferential hydration, while negative values in alcohol-rich systems reflect the progressive replacement of water by alcohol in the cybotactic region around Ura. Temperature elevation reduces the magnitude of δx1,Ura, suggesting a weakening of solvent structural heterogeneity and hydrogen-bond networks. Overall, this combined thermodynamic and molecular interpretation enhances understanding of nucleobase solvation in mixed solvents and provides a quantitative framework for optimizing pharmaceutical formulation design and solubility prediction.

Uracil binary solvents solvent impact thermodynamic properties IKBI approach preferential solvation.