Барбитуровая кислота: история, синтез и применение
Barbituric acid
Барбитуровая кислота: свойства, структура и история открытия. Основа для барбитуратов, но сама не обладает фармакологической активностью. Синтез Баером.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Барбитуровая кислота, или малонилмочевина, или 6-гидроксиурацил – органическое соединение, основанное на пиримидиновом гетероциклическом скелете. Это бесцветный порошок, растворимый в воде. Барбитуровая кислота является исходным соединением для барбитуратов, хотя сама по себе не обладает фармакологической активностью. Впервые это соединение было синтезировано Адольфом фон Бейером.
Barbituric acid or malonylurea or 6 hydroxyuracil is an organic compound based on a pyrimidine heterocyclic skeleton. It is an odorless powder soluble in water. Barbituric acid is the parent compound of barbiturate drugs, although barbituric acid itself is not pharmacologically active. The compound was first synthesised by Adolf von Baeyer.
Именование
Остается неясным, почему Бейер решил назвать соединение, которое он открыл, "барбитуровой кислотой". В своем учебнике "Органическая химия" американский химик Луи Фредерик Файзер (1899–1977) первоначально предположил, что название произошло от немецкого слова Schlüsselbart (буквально, борода (Bart, лат. barba) ключа (Schlüssel), то есть, зуб ключа), поскольку Бейер считал барбитуровую кислоту ключевой для понимания мочевой кислоты и ее производных. Однако впоследствии Файзер пришел к выводу, что Бейер назвал соединение в честь молодой женщины по имени Барбара, и название "барбитуровая кислота" является комбинацией имени "Барбара" и "мочевой кислоты". Другие источники утверждают, что Бейер назвал соединение в честь святой Варвары, либо потому, что он открыл его в день ее праздника (4 декабря), либо потому, что он иногда обедал с артиллеристами, покровительницей которых является святая Варвара.
It remains unclear why Baeyer chose to name the compound that he discovered "barbituric acid". In his textbook Organic Chemistry, the American organic chemist Louis Frederick Fieser (1899–1977) initially speculated that the name stemmed from the German word Schlüsselbart (literally, the beard (Bart, Latin: barba) of a key (Schlüssel), that is, the bit of a key), because Baeyer had regarded barbituric acid as central (or "key") to understanding uric acid and its derivatives. However, Fieser subsequently decided that Baeyer had named the compound after a young lady whom he had met and who was called "Barbara"' hence the name "barbituric acid" was a combination of the name "Barbara" and "uric acid". Other sources claim that Baeyer named the compound after Saint Barbara, either because he discovered it on the feast day of St. Barbara (December 4) or because he sometimes lunched with artillery officers and St. Barbara is their patron saint.
Синтез
Барбитуриновая кислота была впервые получена и названа в 1864 году немецким химиком Адольфом фон Бэйером путем восстановления вещества, которое Бэйер называл аллоксанбромидом (аллоксандибромид, теперь: 5,5-дибромбарбитуриновая кислота), с использованием цианистоводородной кислоты, а позднее – путем восстановления дибромбарбитуриновой кислоты комбинацией амальгамы натрия и йодистого водорода. В 1879 году французский химик Эдуард Гримо синтезировал барбитуриновую кислоту из малоновой кислоты, мочевины и оксихлорида фосфора (POCl3). С тех пор малоновую кислоту заменили на диэтилмалонат, поскольку использование эфира позволяет избежать проблем, связанных с кислотностью карбоновой кислоты и нереактивностью ее карбоксилата.
Barbituric acid was first prepared and named in 1864 by the German chemist Adolf von Baeyer, by reducing what Baeyer called Alloxanbromid (alloxan dibromide, now: 5,5 dibromobarbituric acid) with hydrocyanic acid, and later by reducing dibromobarbituric acid with a combination of sodium amalgam and hydrogen iodide. In 1879, the French chemist Édouard Grimaux synthesized barbituric acid from malonic acid, urea, and phosphorus oxychloride (POCl3). Malonic acid has since been replaced by diethyl malonate, because using the ester avoids the problem of having to deal with the acidity of the carboxylic acid and its unreactive carboxylate.
Свойства
Углерод α имеет реактивный атом водорода и является достаточно кислым (pKa = 4,01), даже для дикетона (сравните с димедоном, pKa 5,23, и ацетилацетоном, pKa 8,95), благодаря дополнительной ароматической стабилизации образующегося карбаниона.
The α carbon has a reactive hydrogen atom and is quite acidic (pKa = 4.01) even for a diketone species (cf. dimedone with pKa 5.23 and acetylacetone with pKa 8.95) because of the additional aromatic stabilization of the carbanion.
Применение
Используя реакцию конденсации Кнёвенагеля, барбитуровая кислота может образовывать большое разнообразие барбитуратов, которые действуют как депрессанты центральной нервной системы. По состоянию на 2007 год было синтезировано более 2550 барбитуратов и родственных соединений, при этом 50–55 из них применяются в клинической практике во всем мире. Первым препаратом, использованным в медицине, был барбитал (Веронал), начиная с 1903 года, а вторым – фенобарбитал, впервые поступивший в продажу в 1912 году. Барбитуровая кислота является ключевым химическим компонентом в лабораторном синтезе рибофлавина (витамина B2) и в методе производства фармацевтического препарата миноксидил. Она входит в число четырех компонентов, необходимых для синтеза рибофлавина. До использования барбитуровой кислоты в синтезе рибофлавина, его производство было слишком затратным.
Using the Knoevenagel condensation reaction, barbituric acid can form a large variety of barbiturate drugs that behave as central nervous system depressants. As of 2007, more than 2550 barbiturates and related compounds have been synthesised, with 50 to 55 in clinical use around the world at present. The first to be used in medicine was barbital (Veronal) starting in 1903, and the second, phenobarbital was first marketed in 1912. Barbituric acid is a chemical building block in the laboratory synthesis of riboflavin (vitamin B2) and in a method of producing the pharmaceutical drug minoxidil. It is one of the four ingredients in the synthesis of riboflavin. Before barbituric acid was substituted in the synthesis of riboflavin, it was too expensive to synthesize riboflavin.
Здоровье и безопасность
Передозировка барбитуратами может вызвать угнетение дыхания и смерть. Барбитураты вызывают привыкание, и резкое прекращение приема высоких доз может привести к очень серьезному, даже смертельному, синдрому отмены, требующему немедленной медицинской помощи. Производные барбитуровой кислоты относятся к веществам, находящимся под контролем DEA и включенным в Список III.
Overdose of barbiturate drugs can cause respiratory depression and death. Barbiturates are dependence producing, and abrupt cessation of high doses can result in a very medically serious, even lethal, withdrawal syndrome. Barbituric acid derivatives are considered DEA Schedule III controlled substances.