Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Гидантоин, или гликолилурея, — это гетероциклическое органическое соединение с формулой CH2C(O)NHC(O)NH. Это бесцветное твердое вещество, образующееся в результате реакции гликолевой кислоты и мочевины. Является окисленным производным имидазолидина. В более широком смысле, гидантоины могут обозначать группы или класс соединений, обладающих той же кольцевой структурой, что и основное соединение. Например, фенитоин (упомянутый ниже) содержит две фенильные группы, замещенные у пятого атома углерода в молекуле гидантоина.
Hydantoin, or glycolylurea, is a heterocyclic organic compound with the formula CH2C(O)NHC(O)NH. It is a colorless solid that arises from the reaction of glycolic acid and urea. It is an oxidized derivative of imidazolidine. In a more general sense, hydantoins can refer to groups or a class of compounds with the same ring structure as the parent compound. For example, phenytoin (mentioned below) has two phenyl groups substituted onto the number 5 carbon in a hydantoin molecule.
Синтез
Гидантоин был впервые выделен в 1861 году Адольфом фон Бейером в ходе его исследования мочевой кислоты. Он получил его путем гидрирования аллантоина, отсюда и название. Фридрих Урех синтезировал 5-метилгидантоин в 1873 году из сульфата аланина и цианата калия в процессе, который теперь известен как синтез гидантоина Уреха. Этот метод очень похож на современный способ с использованием алкил- и арилцианатов. 5,5-диметилсоединение также можно получить из ацетона цианогидрина (также открытого Урехом: см. реакцию цианогидрина) и карбоната аммония. Этот тип реакции называется реакцией Бухера — Бергса. Гидантоин также может быть синтезирован путем нагревания аллантоина с иодистоводородной кислотой или путем "нагревания бромацетилмочевины со спиртовым аммиаком". Циклическая структура гидантоинов была подтверждена Дороти Хан в 1913 году. Гидантоины, представляющие практический интерес, получают путем конденсации цианогидрина с карбонатом аммония. Другой полезный метод, основанный на работе Уреха, включает конденсацию аминокислот с цианатами и изоцианатами.
Hydantoin was first isolated in 1861 by Adolf von Baeyer in the course of his study of uric acid. He obtained it by hydrogenation of allantoin, hence the name. Friedrich Urech synthesized 5 methylhydantoin in 1873 from alanine sulfate and potassium cyanate in what is now known as the Urech hydantoin synthesis. The method is very similar to the modern route using alkyl and arylcyanates. The 5,5 dimethyl compound can also be obtained from acetone cyanohydrin (also discovered by Urech: see cyanohydrin reaction) and ammonium carbonate. This reaction type is called the Bucherer–Bergs reaction. Hydantoin can also be synthesized either by heating allantoin with hydroiodic acid or by "heating bromacetyl urea with alcoholic ammonia". The cyclic structure of hydantoins was confirmed by Dorothy Hahn 1913. Of practical importance, hydantoins are obtained by condensation of a cyanohydrin with ammonium carbonate. Another useful route, which follows the work of Urech, involves the condensation of amino acids with cyanates and isocyanates:
Фармацевтические препараты
Гидантоиновую группу можно обнаружить в нескольких соединениях, имеющих важное медицинское значение. Фенитоин и фосфенитоин содержат гидантоиновые фрагменты и оба используются в качестве противосудорожных средств для лечения судорожных расстройств. Производное гидантоина дантролен применяется как миорелаксант для лечения злокачественной гипертермии, злокачественного нейролептического синдрома, спастичности и интоксикации экстази. Ропитоин является примером антиаритмического гидантоина.
The hydantoin group can be found in several medicinally important compounds. phenytoin and fosphenytoin both contain hydantoin moieties and are both used as anticonvulsants in the treatment of seizure disorders. The hydantoin derivative dantrolene is used as a muscle relaxant to treat malignant hyperthermia, neuroleptic malignant syndrome, spasticity, and ecstasy intoxication. Ropitoin is an example of an antiarrhythmic hydantoin.
The hydantoin derivative Imiprothrin is a pyrethroid insecticide. Iprodione is a popular fungicide containing the hydantoin group.
Галогенизация
Некоторые N-галогенированные производные гидантоина используются в качестве хлорирующих или бромирующих агентов в дезинфицирующих и санитарных средствах или биоцидах. Три основных N-галогенированных производных – дихлородиметилгидантоин (DCDMH), бромхлородиметилгидантоин (BCDMH) и дибромодиметилгидантоин (DBDMH). Также в смесях с вышеперечисленными используется смешанный этилметил аналог – 1,3-дихлоро-5-этил-5-метилимидазолидин-2,4-дион (бромхлорэтилметилгидантоин).
Some N halogenated derivatives of hydantoin are used as chlorinating or brominating agents in disinfectant/sanitizer or biocide products. The three major N halogenated derivatives are dichlorodimethylhydantoin (DCDMH), bromochlorodimethylhydantoin (BCDMH), and dibromodimethylhydantoin (DBDMH). A mixed ethyl methyl analogue, 1,3 dichloro 5 ethyl 5 methylimidazolidine 2,4 dione (bromochloroethylmethylhydantoin), is also used in mixtures with the above.
Окисление ДНК до гидантоинов после гибели клеток
Большая доля оснований цитозина и тимина в ДНК со временем окисляется до гидантоинов после гибели организма. Такие модификации блокируют ДНК-полимеразы и, следовательно, препятствуют проведению ПЦР. Это повреждение представляет проблему при работе с образцами древней ДНК.
A high proportion of cytosine and thymine bases in DNA are oxidized to hydantoins over time after the death of an organism. Such modifications block DNA polymerases and thus prevents PCR from working. Such damage is a problem when dealing with ancient DNA samples.