Alloxan - Alloxan

Alloxan[1]
Alloxan II.svg
Alloxan
Alloxanhydrátová struktura.png
Alloxan hydrát
Jména
Preferovaný název IUPAC
5,5-dihydroxypyrimidin-2,4,6 (1H,3H,5H) -trione
Ostatní jména
Kyselina 5,5-dihydroxybarbiturová
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
Informační karta ECHA100.000.057 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
  • 200-062-0
PletivoAlloxan
UNII
Vlastnosti
C4H4N2Ó5
Molární hmotnost160,07 g / mol
Vzhledsvětle žlutá pevná látka
Hustota1,639 g / cm3 (bezvodý)
Bod tání 254 ° C (489 ° F; 527 K) (rozklad)
0,29 g / 100 ml[2]
Nebezpečí
Bezpečnostní listBL
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Alloxan, někdy označované jako alloxan hydrát, je název organická sloučenina se vzorcem OC (N (H) CO)2C (OH)2. Je klasifikován jako derivát pyrimidin. The bezvodý derivát OC (N (H) CO)2CO je také známý, stejně jako dimerní derivát. Jedná se o některé z prvních známých organických sloučenin. Vykazují řadu biologických aktivit.

Historie a literatura

Sloučeninu objevili Justus von Liebig a Friedrich Wöhler. Je to jedna z nejstarších pojmenovaných organických sloučenin. To bylo původně připraveno v roce 1818 autorem Luigi Valentino Brugnatelli (1761-1818)[3][4] a byl pojmenován v roce 1838 Wöhler a Liebig.[5] Název „Alloxan“ vznikl sloučením slov „alantoin „a„ Oxalsäure “(kyselina šťavelová ). Aloxanový model cukrovky poprvé popsali u králíků Dunn, Sheehan a McLetchie v roce 1943.[6] Název je odvozen od alantoin, produkt z kyselina močová vylučuje plod do alantois, a kyselina oxalurová odvozený od kyselina šťavelová a močovina, nalezen v moč.

Alloxan byl použit při výrobě fialového barviva murexid, objeveno uživatelem Carl Wilhelm Scheele v roce 1776. Murexid je produkt komplexu in situ vícestupňová reakce alloxantinu a plynu amoniak.[7] Murexid je výsledkem kondenzace neizolovaného meziproduktu uramilu s alloxanem uvolněným v průběhu reakce.

Murexidové barvivo (vpravo) z reakce alloxantinu (vlevo)

Scheele pochází kyselina močová od člověka kameny (jako ledvinové kameny ) a nazval sloučeninu kyselinu lithnou. William Prout zkoumal sloučeninu v roce 1818 a použil hroznýš exkrementy až 90% urátu amonné kyseliny.

V kapitole „Dusík“ jeho monografie Periodická tabulka, Primo Levi vypráví o jeho marném pokusu vyrobit alloxan pro výrobce kosmetiky, který četl, že může způsobit trvalé zarudnutí rtů. Levi uvažuje o trusu pythons jako zdroj kyseliny močové pro výrobu aloxanu, ale ředitel společnosti Turín zoo, protože zoo již má lukrativní smlouvy s farmaceutickými společnostmi, je tedy povinen ji využívat kuřata jako jeho zdroj kyseliny močové. Syntéza však selhala, „a alloxan a jeho rezonanční jméno zůstalo rezonančním jménem.“[8]

Syntéza

Původně byl získán oxidací kyselina močová podle kyselina dusičná. Připravuje se oxidací kyselina barbiturová podle oxid chromitý.[9]

Dimerní derivát alloxantin lze připravit částečnou redukcí alloxanu sirovodíkem.[2]

Alloxan (vlevo) s kyselinou dialurovou (uprostřed) a alloxantin (vpravo)

Biologické účinky

Alloxan je toxický glukóza analogový, který selektivně ničí inzulín - produkující buňky v slinivka břišní (to znamená, beta buňky ) při podání do hlodavci a mnoho dalších druhů zvířat. To způsobí závislost na inzulínu diabetes mellitus (nazývaný „alloxanový diabetes“) u těchto zvířat s charakteristikami podobnými cukrovce typu 1 u lidí. Alloxan je selektivně toxický pro pankreatické beta buňky produkující inzulín, protože se přednostně hromadí v beta buňkách absorpcí prostřednictvím GLUT2 transportér glukózy. Alloxan, v přítomnosti intracelulárního thioly, generuje reaktivní formy kyslíku (ROS) v cyklické reakci s redukčním produktem, kyselina dialurová. Toxické působení alloxanu na beta buňky iniciuje volné radikály tvořil v tomto redoxní reakce. Studie naznačují, že aloxan nezpůsobuje u lidí cukrovku.[10] Jiní zjistili významný rozdíl v plazmatických hladinách alloxanu u dětí s diabetem 1. typu a bez nich.[11]

Dopad na beta buňky

Protože selektivně zabíjí inzulín -produkce beta-buňky nachází se ve slinivce břišní, používá se k indukci alloxan cukrovka u laboratorních zvířat.[12][13] K tomu dochází s největší pravděpodobností kvůli selektivní absorpci sloučeniny v důsledku její strukturní podobnosti s glukóza stejně jako vysoce účinný mechanismus absorpce beta-buněk (GLUT2). Kromě toho má alloxan vysokou afinitu k buněčným sloučeninám obsahujícím SH a ve výsledku snižuje obsah glutathionu. Aloxan dále inhibuje glukokinázu, protein obsahující SH nezbytný pro sekreci inzulínu indukovanou glukózou.[14]

Většina studií prokázala, že aloxan není toxický pro lidské beta-buňky ani ve velmi vysokých dávkách, pravděpodobně kvůli rozdílným mechanismům absorpce glukózy u lidí a hlodavců.[15][16]

Alloxan je však toxický pro játra a ledviny ve vysokých dávkách.

Viz také

Reference

  1. ^ Index společnosti Merck, 11. vydání, 281.
  2. ^ A b Tipson, R. S. (1953). "Alloxantin dihydrát". Organické syntézy. 33: 3.; Kolektivní objem, 4, str. 25
  3. ^ Luigi Valentino Brugnatelli; uváděné také jako: Luigi Gaspari Brugnatelli a Luigi Vincenzo Brugnatelli.
  4. ^ Vidět:
  5. ^ F. Wöhler und J. Liebig (1838) „Untersuchungen über die Natur der Harnsäure“ (Vyšetřování povahy kyseliny močové), Annalen der Chemie und Pharmacie, 26 : 241-340. Alloxan je uveden na str. 252 a jeho příprava a vlastnosti jsou uvedeny na str. 256 a násl.
  6. ^ Dunn, J. S .; Sheehan, H.L .; McLetchie, N. G. B. (1943). „Nekróza Langerhansových ostrůvků vyprodukovaných experimentálně“. Lanceta. 241 (6242): 484–487. doi:10.1016 / S0140-6736 (00) 42072-6.
  7. ^ Sánchez-Viesca, Francisco & Gómez, Reina. (2019). O mechanismu reakce s murexidem. World Journal of Organic Chemistry. 7. 14-18. doi:10.12691 / wjoc-7-1-3
  8. ^ Primo Levi, Periodická tabulka (New York: Schocken, 1984), překládal Raymond Rosenthal, 183.
  9. ^ Holmgren, A. V .; Wenner, W. (1952). "Alloxan monohydrát". Organické syntézy. 32: 6.; Kolektivní objem, 4, str. 23
  10. ^ Lenzen, S. (2008). „Mechanismy diabetu vyvolaného alloxanem a streptozotocinem“. Diabetologie. 51 (2): 216–226. doi:10.1007 / s00125-007-0886-7. PMID  18087688.
  11. ^ Mrozikiewicz, A .; Kielstrokczewska-Mrozikiewicz, D .; Lstrokowicki, Z .; Chmara, E .; Korzeniowska, K .; Mrozikiewicz, P. M. (1994). „Krevní hladiny alloxanu u dětí s diabetes mellitus závislým na inzulínu“. Acta Diabetologica. 31 (4): 236–237. doi:10.1007 / bf00571958. PMID  7888696.
  12. ^ Danilova I.G., Sarapultsev P.A., Medvedeva S.U., Gette I.F., Bulavintceva T.S., Sarapultsev A.P. (2014). „Morfologická restrukturalizace myokardu během rané fáze experimentálního diabetes mellitus“. Anat. Rec. 298 (2): 396–407. doi:10,1002 / ar.23052. hdl:10995/73117.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  13. ^ Loreto D, Elina V. 2009. Experimentální chirurgické modely u laboratorních potkanů. Boca Raton: CRC Press.
  14. ^ Szkudelski T (2001). „Mechanismus působení alloxanu a streptozotocinu v B buňkách pankreatu potkana“. Physiol Res. 50: 536–546.
  15. ^ Tyrberg, B .; Andersson, A .; Borg, L. A. (2001). "Druhové rozdíly v citlivosti transplantovaných a kultivovaných ostrůvků pankreatu na β-buněčný toxin alloxan". Obecná a srovnávací endokrinologie. 122 (3): 238–251. doi:10,1006 / gcen.2001.7638. PMID  11356036.
  16. ^ Eizirik, D. L .; Pipeleers, D. G .; Ling, Z .; Welsh, N .; Hellerström, C .; Andersson, A. (1994). „Hlavní rozdíly druhů mezi lidmi a hlodavci v náchylnosti k poranění β-buněk pankreatu“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 91 (20): 9253–9256. Bibcode:1994PNAS ... 91.9253E. doi:10.1073 / pnas.91.20.9253. PMC  44790. PMID  7937750.

externí odkazy