Hydantoin - Hydantoin

Hydantoin
Kosterní vzorec hydantoinu
Kuličkový model hydantoinu
Jména
Název IUPAC
Imidazolidin-2,4-dion
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
Informační karta ECHA100.006.650 Upravte to na Wikidata
KEGG
UNII
Vlastnosti
C3H4N2Ó2
Molární hmotnost100.077 g · mol−1
Bod tání 220 ° C (428 ° F; 493 K)
39,7 g / l (100 ° C)
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
šekY ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Hydantoinnebo glykolylmočovina, je heterocyklický organická sloučenina se vzorcem CH2C (O) NHC (O) NH. Je to bezbarvá pevná látka, která vzniká reakcí kyselina glykolová a močovina. Je to oxidovaný derivát imidazolidin. V obecnějším smyslu mohou hydantoiny odkazovat na a skupiny a třída sloučenin se stejnou kruhovou strukturou jako mateřská. Například, fenytoin (uvedeno níže) má dva fenyl skupiny substituované na uhlíku číslo 5 v molekule hydantoinu.[1]

Syntéza

Hydantoin byl poprvé izolován v roce 1861 Adolf von Baeyer v průběhu studia kyselina močová. Získal to hydrogenace z alantoin, odtud název.

Harnsäureabbau.svg

Friedrich Urech syntetizoval 5-methylhydantoin v roce 1873 z alanin síran a kyanát draselný v čem je nyní známý jako Urechská syntéza hydantoinu.[2] Metoda je velmi podobná moderní metodě využívající alkyl a arylkyanáty. 5,5-dimethylovou sloučeninu lze také získat z acetonkyanhydrin (také objeven Urechem: viz kyanohydrinová reakce ) a uhličitan amonný.[3] Tento typ reakce se nazývá Reakce Bucherer-Bergs.[4][5]

Hydantoin lze syntetizovat také zahříváním alantoin s kyselina jodovodíková nebo „zahřátím bromacetylmočoviny s alkoholickým amoniakem“.[6] Cyklická struktura hydantoinů byla potvrzena Dorothy Hahn 1913.[7]

Prakticky důležité jsou hydantoiny získávány kondenzací a kyanohydrin s uhličitan amonný. Další užitečná cesta, která sleduje práci Urecha, zahrnuje kondenzaci aminokyselin s kyanáty a isokyanáty:

AA + RNCO.png

Použití a výskyt

Léčiva

Hydantoinová skupina se nachází v několika léčivých látkách. Ve farmaceutických výrobcích hydantoin deriváty tvoří třídu antikonvulziva;[8] fenytoin a fosfenytoin oba obsahují hydantoinové skupiny a oba se používají jako antikonvulziva při léčbě záchvatových poruch. Derivát hydantoinu dantrolen se používá jako svalový relaxant k léčbě maligní hypertermie, neuroleptický maligní syndrom, spasticita, a extáze opojení. Ropitoin je příkladem antiarytmické hydantoin.

Pesticidy

Derivát hydantoinu Imiprothrin je pyrethroid insekticid. Iprodione je populární fungicid obsahující skupinu hydantoinu.[9]

3- (3,5-dichlorfenyl) -hydantoin má tajný speciální kód S-7250.

Syntéza aminokyselin

Hydrolýza hydantoinů poskytuje aminokyseliny:

RCHC (0) NHC (0) NH + H2O → RCHC (NH2) CO2H + NH3

Hydantoin sám reaguje s horkým, zředěným kyselina chlorovodíková dát glycin. Methionin se průmyslově vyrábí pomocí hydantoinu získaného z methionální.[9]

Methylace

Methylace hydantoinu poskytuje řadu derivátů. Dimethylhydantoin (DMH) [10] může odkazovat na jakýkoli dimethylový derivát hydantoinu, ale zejména 5,5-dimethylhydantoin.[11]

Halogenace

Nějaký N-halogenované deriváty hydantoinu se používají jako chlorační nebo bromační činidla v dezinfekční prostředek / dezinfekční prostředek nebo biocid produkty. Tři hlavní N-halogenované deriváty jsou dichlorodimethylhydantoin (DCDMH), bromchlordimethylhydantoin (BCDMH) a dibromodimethylhydantoin (DBDMH). Smíšený ethyl-methylový analog, 1,3-dichlor-5-ethyl-5-methylimidazolidin-2,4-dion (bromchlorethylmethylhydantoin), se také používá ve směsích s výše uvedeným.

Iprodione je populární fungicid obsahující skupinu hydantoinu.

Oxidace DNA na hydantoiny po buněčné smrti

Vysoký podíl cytosin a tymin základny v DNA se po smrti organismu v průběhu času oxidují na hydantoiny. Takové modifikace blokují DNA polymerázy a tím zabraňují PCR z práce. Takové poškození je problémem při práci se starými vzorky DNA.[12]

Reference

  1. ^ Ware, Elinor (1950). "Chemie hydantoinů". Chem. Rev. 46 (3): 403–470. doi:10.1021 / cr60145a001.
  2. ^ Urech, Friedrich (1873). „Ueber Lacturaminsäure und Lactylharnstoff“. Liebigs Ann. (v němčině). 165 (1): 99–103. doi:10,1002 / jlac.18731650110.
  3. ^ Wagner, E. C .; Baizer, Manuel (1940). "5,5-dimethylhydantoin". Organické syntézy. 20: 42. doi:10.15227 / orgsyn.020.0042.; Kolektivní objem, 3, str. 323
  4. ^ Bucherer, H. T.; Steiner, W. (1934). J. Prakt. Chem. (v němčině). 140: 291–. Chybějící nebo prázdný | název = (Pomoc)
  5. ^ Bergs, Ger. pat. 566 094 (1929) [C. A., 27, 1001 (1933)].
  6. ^ Chisholm, Hugh, ed. (1911). "Hydantoin". Encyklopedie Britannica. 14 (11. vydání). Cambridge University Press. str. 29–30.
  7. ^ Oakes, Elizabeth H. (2007). Encyclopedia of World Scientists. Fakta o spisu. str. 298. ISBN  9780816061587. Chybějící nebo prázdný | název = (Pomoc)
  8. ^ "Hydantoinová antikonvulziva". Druhy.com.
  9. ^ A b Drauz, Karlheinz; Grayson, Ian; Kleemann, Axel; Krimmer, Hans-Peter; Leuchtenberger, Wolfgang; Weckbecker, Christoph (2007). "Aminokyseliny". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. doi:10.1002 / 14356007.a02_057.pub2. ISBN  978-3527306732.
  10. ^ „5,5-dimethylhydantoin (DMH) je vysoce účinný halogenový stabilizátor pro aplikace na mokrém konci, PaperCo“.
  11. ^ "5,5-dimethylhydantoin".
  12. ^ Hofreiter, Michael; Serre, David; Poinar, Hendrik N .; Kuch, Melanie; Pääbo, Svante (2001). "Starověká DNA". Genetika hodnocení přírody. 2 (5): 353–359. doi:10.1038/35072071. PMID  11331901.

externí odkazy