乙內酰脲
乙內酰脲，也稱海因（Hydantoin），學名咪唑啉啶-2,4-二酮，是一個五元含氮飽和雜環化合物。它可以看作一分子乙醇酸和一分子尿素發生兩次縮合後生成的產物。是咪唑的衍生物，屬於雙內酰胺和酰亞胺類。是一些藥物的核心結構。[1]
| 乙內酰脲 | |
|---|---|
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| IUPAC名 imidazolidine-2,4-dione | |
| 英文名 | Hydantoin |
| 別名 | 海因、2,4-咪唑啉二酮 |
| 識別 | |
| CAS號 | 461-72-3 
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| PubChem | 10006 |
| ChemSpider | 9612 |
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | WJRBRSLFGCUECM-UHFFFAOYAD |
| ChEBI | 27612 |
| KEGG | C05146 |
| 性質 | |
| 化學式 | C3H4N2O2 |
| 摩爾質量 | 100.076 g·mol⁻¹ |
| 外觀 | 無色結晶 |
| 熔點 | 220 °C |
| 溶解性（水） | 39.7 g/L (100 °C) |
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |
性質
從甲醇中結晶出來的乙內酰脲為無色針狀結晶，從水中結晶出的乙內酰脲為無色片狀結晶。存在於甜菜汁中，有微弱的甜味，可溶於甲醇、乙醇、乙酸和鹼性水溶液，微溶於水和乙醚。用酸或鹼水解，則開環。與熱的稀鹽酸反應時，甘氨酸是產物之一。具微酸性，烷基化和乙酰化反應分別發生在3位及1位。
製取
乙內酰脲由阿道夫·馮·拜爾於1861年研究尿酸時首先分離出來。由於是通過用氫碘酸在加熱時還原尿酸的一級代謝產物尿囊素（Allantoin）而得到的，因此他將這個產物命名為海因（Hydantoin），意為氫化尿囊素。分離出的海因為白色的結晶粉末。
乙內酰脲的製取方法有很多種。
- Urech在1873年通過用丙氨酸的硫酸鹽與氰酸鉀進行縮合反應，得到了5-甲基乙內酰脲。這個ciaovghefs方法稱為Urech乙內酰脲合成。也可以用氨基乙酸或氨基乙酸乙酯代替丙氨酸。[2]
- 丙酮氰醇與碳酸銨反應可得5,5-二甲基乙內酰脲。[3]這個方法稱為Bucherer-Bergs反應。[4][5]
- 以甲醛、氨、氫氰酸為原料，進行溶液反應，再與二氧化碳反應而得。
- 由乙醇酸和尿素縮合而得。
- 由溴乙酰尿素與氨的醇溶液在加熱時反應而得。[6]
用於多肽N-端氨基酸測序的Edman降解中，異硫氰酸苯酯與N-端氨基酸反應後重排，得到一個苯乙內酰硫脲的衍生物。通過分析該苯乙內酰硫脲衍生物，即可鑑定出多肽的N-端氨基酸。
用途
用於製取乙內酰脲的衍生物，如呋喃烯定，肌松劑丹曲林鈉，抗生素呋喃妥因，以及抗驚厥藥物乙苯妥英、苯妥英鈉、美芬妥英和磷苯妥英鈉等。妥英／妥因二字是對英文中乙內酰脲類物質名稱的詞尾-toin的音譯。
氮上的氫原子被氯和溴原子取代的乙內酰脲，例如二氯二甲基乙內酰脲（DCDMH）、氯溴二甲基乙內酰脲（BCDMH）和二溴二甲基乙內酰脲（DBDMH），與水作用時能釋放出次氯酸和次溴酸，是一類新型高效的防腐殺菌劑，用於水體的消毒，對細菌、真菌、藻類具有廣譜的殺滅作用。[7]
在鹼性溶液中，乙內酰脲的5-位碳發生去質子化，生成的碳負離子可與醛類發生羥醛縮合生成不飽和酰胺，經還原、水解可得2-氨基酸。
古DNA中的嘧啶鹼基，如胸腺嘧啶和胞嘧啶，在生物死亡後會逐漸被氧化形成環狀飽和結構，如5-羥基-5-甲基乙內酰脲、5-羥基乙內酰脲（胸腺嘧啶的降解產物）以及較少的5-羥基尿嘧啶和5,6-二羥基尿嘧啶，它們又可以進一步被氧化分解形成短片段。這些產物改變了DNA的基本組成，會影響對古DNA進行的聚合酶連鎖反應(PCR)分析。[8]
參見
- 乙二酰脲（咪唑啉三酮）
參考資料
- ^ The Chemistry of the Hydantoins. Elinor Ware Chem. Rev.; 1950; 46(3) pp 403 - 470; doi:10.1021/cr60145a001
- ^ Urech, Ann., 165, 99 (1873).
- ^ Organic Syntheses, Coll. Vol. 3, p.323 (1955); Vol. 20, p.42 (1940) Link （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）.
- ^ Bucherer and Steiner, J. prakt. Chem., 140, 291 (1934).
- ^ Bergs, Ger. pat. 566,094 (1929) [C. A., 27, 1001 (1933)].
- ^ 本條目包含來自公有領域出版物的文本: Chisholm, Hugh (編). Encyclopædia Britannica (第11版). London: Cambridge University Press. 1911.
- ^ 薛廣波．滅菌·消毒·防腐·保藏［M］．北京：人民衛生出版社，1993．253－260．
- ^ Hofreiter M., Serre D., Poinar H.N., Kuch M., and Paabo S. Nature Reviews Genetics (2001) 2: 353.
