stringtranslate.com

Гидантоин

Гидантоин , или гликолимочевина , представляет собой гетероциклическое органическое соединение формулы CH 2 C(O)NHC(O)NH. Это бесцветное твердое вещество, образующееся в результате реакции гликолевой кислоты и мочевины . Это окисленное производное имидазолидина . В более общем смысле гидантоины могут относиться к группам или классу соединений с той же кольцевой структурой, что и исходное соединение. Например, фенитоин (упомянутый ниже) имеет две фенильные группы, замещенные на атоме углерода под номером 5 в молекуле гидантоина. [1]

Синтез

Гидантоин был впервые выделен в 1861 году Адольфом фон Байером в ходе исследования мочевой кислоты . Он получил его путем гидрирования аллантоина , отсюда и название.

Фридрих Урек синтезировал 5-метилгидантоин в 1873 году из сульфата аланина и цианата калия в ходе процесса, известного сейчас как синтез гидантоина в Урехе . [2] Этот метод очень похож на современный метод с использованием алкила и арилцианатов. 5,5-диметиловое соединение также можно получить из ацетонциангидрина (также открытого Уреком: см. реакцию циангидрина ) и карбоната аммония . [3] Этот тип реакции называется реакцией Бюхерера-Бергса . [4] [5]

Гидантоин также можно синтезировать либо путем нагревания аллантоина с иодистоводородной кислотой , либо путем «нагревания бромацетилмочевины с спиртовым аммиаком». [6] Циклическая структура гидантоинов была подтверждена Дороти Хан в 1913 году. [7]

Практическое значение имеют гидантоины, полученные конденсацией циангидрина с карбонатом аммония . Другой полезный путь, следующий за работой Урека, включает конденсацию аминокислот с цианатами и изоцианатами:

Использование и возникновение

Фармацевтика

Гидантоиновую группу можно найти в нескольких важных с медицинской точки зрения соединениях. [1] В фармацевтике производные гидантоина образуют класс противосудорожных средств ; [8] фенитоин и фосфенитоин содержат гидантоиновые фрагменты и оба используются в качестве противосудорожных средств при лечении судорожных расстройств. Производное гидантоина дантролен используется в качестве миорелаксанта для лечения злокачественной гипертермии , злокачественного нейролептического синдрома , спастичности и интоксикации экстази . Ропитоин является примером антиаритмического гидантоина.

Пестициды

Производное гидантоина Имипротрин представляет собой пиретроидный инсектицид . Ипродион – популярный фунгицид, содержащий группу гидантоина. [9]

Синтез аминокислот

Гидролиз гидантоинов дает аминокислоты:

Сам гидантоин реагирует с горячей разбавленной соляной кислотой с образованием глицина . Метионин производится в промышленности из гидантоина, полученного из метионаля . [9]

Метилирование

Метилирование гидантоина дает множество производных. Диметилгидантоин (ДМГ) [10] может относиться к любому диметиловому производному гидантоина, но особенно к 5,5-диметилгидантоину . [11]

Галогенирование

Некоторые N -галогенированные производные гидантоина используются в качестве хлорирующих или бромирующих агентов в дезинфицирующих /дезинфицирующих средствах или биоцидных продуктах. Тремя основными N -галогенированными производными являются дихлордиметилгидантоин (DCDMH), бромхлордиметилгидантоин (BCDMH) и дибромдиметилгидантоин (DBDMH). Смешанный этилметиловый аналог, 1,3-дихлор-5-этил-5-метилимидазолидин-2,4-дион ( бромхлорэтилметилгидантоин ), также используется в смесях с указанными выше.

Ипродион – популярный фунгицид, содержащий группу гидантоина.

Окисление ДНК до гидантоинов после гибели клеток

Высокая доля цитозиновых и тиминовых оснований в ДНК со временем после смерти организма окисляется до гидантоинов. Такие модификации блокируют ДНК-полимеразы и, таким образом, препятствуют работе ПЦР . Подобные повреждения являются проблемой при работе с древними образцами ДНК. [12]

Внешние ссылки и дальнейшее чтение

Найдите диметилгидантоин в Викисловаре, бесплатном словаре.

Рекомендации

  1. ^ аб Коннерт, Лора; Ламати, Фредерик; Мартинес, Жан; Колачино, Эвелина (2017). «Последние достижения в синтезе гидантоинов: современное состояние ценного каркаса» (PDF) . Химические обзоры . 117 (23): 13757–13809. doi : 10.1021/acs.chemrev.7b00067. PMID  28644621. S2CID  23653941.
  2. ^ Урех, Фридрих (1873). «Ueber Lacturaminsäure und Lactylharnstoff». Либигс Анн. (на немецком). 165 (1): 99–103. дои : 10.1002/jlac.18731650110.
  3. ^ Вагнер, EC; Байзер, Мануэль (1940). «5,5-Диметилгидантоин». Органические синтезы . 20:42 . дои :10.15227/orgsyn.020.0042; Сборник томов , т. 3, с. 323.
  4. ^ Бухерер, HT ; Штайнер, В. (1934). « J. Prakt. Chem. » (на немецком языке). 140 : 291. {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
  5. ^ Бергс, нем. погладить. 566 094 ( 1929 ) [CA, 27, 1001 ( 1933 )].
  6. ^ Чисхолм, Хью , изд. (1911). «Гидантоин»  . Британская энциклопедия . Том. 14 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. стр. 29–30.
  7. ^ Оукс, Элизабет Х. (2007). Энциклопедия ученых мира . Факты в файле . п. 298. ИСБН 9780816061587.
  8. ^ «Гидантоиновые противосудорожные средства». наркотики.com .
  9. ^ аб Драуз, Карлхайнц; Грейсон, Ян; Климанн, Аксель; Криммер, Ханс-Петер; Лейхтенбергер, Вольфганг; Векбекер, Кристоф (2007). "Аминокислоты". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . дои : 10.1002/14356007.a02_057.pub2. ISBN 978-3527306732.
  10. ^ «5,5-Диметилгидантоин (ДМГ) — высокоэффективный галогенный стабилизатор для проточной части, PaperCo» .
  11. ^ «5,5-Диметилгидантоин».
  12. ^ Хофрейтер, Майкл; Серр, Дэвид; Пойнар, Хендрик Н.; Куч, Мелани; Паабо, Сванте (2001). «Древняя ДНК». Обзоры природы Генетика . 2 (5): 353–359. дои : 10.1038/35072071. PMID  11331901. S2CID  205016024.