Alloxan - Alloxan

Alloxan
Alloxan, Skelettformel.svg
Alloxan
Alloxanhydratstruktur.png
Alloxanhydrat
Namen
Bevorzugter IUPAC-Name
5,5-Dihydroxypyrimidin-2,4,6 (1 H , 3 H , 5 H ) -trion
Andere Namen
5,5-Dihydroxybarbitursäure
Bezeichner
3D-Modell ( JSmol )
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
ECHA-InfoCard 100.000.057 Bearbeite dies bei Wikidata
EG-Nummer
Gittergewebe Alloxan
UNII
  • InChI=1S/C4H2N2O4/c7-1-2(8)5-4(10)6-3(1)9/h(H2,5,6,8,9,10) prüfenJa
    Schlüssel: HIMXGTXNXJYFGB-UHFFFAOYSA-N prüfenJa
  • InChI=1/C4H2N2O4/c7-1-2(8)5-4(10)6-3(1)9/h(H2,5,6,8,9,10)
    Schlüssel: HIMXGTXNXJYFGB-UHFFFAOYAQ
  • C1(=O)C(=O)NC(=O)NC1=O
Eigenschaften
C 4 H 4 N 2 O 5
Molmasse 160,07 g/mol
Das Auftreten hellgelber Feststoff
Dichte 1,639 g/cm 3 (wasserfrei)
Schmelzpunkt 254 °C (489 °F; 527 K) (Zersetzung)
0,29 g/100 ml
Gefahren
Sicherheitsdatenblatt Sicherheitsdatenblatt
Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich die Daten auf Materialien im Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa).
☒n überprüfen  ( was ist   ?) prüfenJa☒n
Infobox-Referenzen

Alloxan , manchmal auch als Alloxanhydrat bezeichnet , ist der Name der organischen Verbindung mit der Formel OC(N(H)CO) 2 C(OH) 2 . Es wird als ein Derivat von Pyrimidin klassifiziert . Bekannt ist auch das wasserfreie Derivat OC(N(H)CO) 2 CO sowie ein dimeres Derivat. Dies sind einige der frühesten bekannten organischen Verbindungen. Sie weisen eine Vielzahl von biologischen Aktivitäten auf.

Geschichte und Literatur

Die Verbindung wurde von Justus von Liebig und Friedrich Wöhler entdeckt. Es ist eine der ältesten benannten organischen Verbindungen. Es wurde ursprünglich 1818 von Luigi Valentino Brugnatelli (1761-1818) hergestellt und 1838 von Wöhler und Liebig benannt . Der Name „Alloxan“ entstand aus einer Verschmelzung der Wörter „ Allantoin “ und „Oxalsäure“ ( Oxalsäure ). Das Alloxan-Modell von Diabetes wurde erstmals 1943 von Dunn, Sheehan und McLetchie bei Kaninchen beschrieben. Der Name leitet sich von Allantoin ab , einem Produkt der Harnsäure, das vom Fötus in die Allantois ausgeschieden wird , und Oxalursäure, die aus Oxalsäure und Harnstoff gewonnen wird im Urin .

Alloxan wurde bei der Herstellung des Purpurfarbstoffs Murexid verwendet , der 1776 von Carl Wilhelm Scheele entdeckt wurde. Murexid ist das Produkt der komplexen in-situ- Mehrstufenreaktion von Alloxantin und gasförmigem Ammoniak . Murexid entsteht aus der Kondensation des nicht isolierten Zwischenprodukts Uramil mit Alloxan, das im Verlauf der Reaktion freigesetzt wird.

Murexidfarbstoff (rechts) aus der Reaktion von Alloxantin (links)

Scheele bezogen Harnsäure aus menschlichem calculi (wie Nierensteine ) und die Verbindung lithic Säuren genannt. William Prout untersuchte die Verbindung im Jahr 1818 und verwendete Boa constrictor- Exkremente mit bis zu 90% Ammoniumsäureurat.

Im Kapitel „Nitrogen“ seiner Abhandlung Das Periodensystem , Primo Levi erzählt von seinen vergeblichen Versuch , einen Kosmetikhersteller zu machen Alloxan , die gelesen hat , dass es permanent Rötung der Lippen führen kann. Levi betrachtet die Ausscheidungen von Pythons als Quelle für Harnsäure zur Herstellung von Alloxan, wird jedoch vom Direktor des Turiner Zoos abgelehnt, da der Zoo bereits lukrative Verträge mit Pharmaunternehmen hat, so dass er gezwungen ist, Hühner als seine Quelle zu verwenden Harnsäure. Die Synthese scheitert jedoch, "und das Alloxan und sein klangvoller Name blieb ein klangvoller Name."

Synthese

Es wurde ursprünglich durch Oxidation von Harnsäure durch Salpetersäure gewonnen . Es wird durch Oxidation von Barbitursäure durch Chromtrioxid hergestellt .

Ein dimeres Alloxantin- Derivat kann durch teilweise Reduktion von Alloxan mit Schwefelwasserstoff hergestellt werden.

Alloxan (links) mit Dialursäure (Mitte) und Alloxantin (rechts)

Biologische Effekte

Alloxan ist ein toxisches Glucose- Analogon, das bei Verabreichung an Nagetiere und viele andere Tierarten selektiv insulinproduzierende Zellen in der Bauchspeicheldrüse (d. h. Beta-Zellen ) zerstört . Dies verursacht bei diesen Tieren einen insulinabhängigen Diabetes mellitus (genannt "Alloxan-Diabetes") mit ähnlichen Merkmalen wie Typ-1-Diabetes beim Menschen. Alloxan ist für insulinproduzierende Betazellen der Bauchspeicheldrüse selektiv toxisch, da es sich bevorzugt in Betazellen durch Aufnahme über den Glukosetransporter GLUT2 anreichert . Alloxan, in Gegenwart von intrazellulären Thiolen erzeugt reaktive Sauerstoffspezies (ROS) in einer zyklischen Reaktion mit dem Reduktionsprodukt, Dialursäure . Die Betazell-toxische Wirkung von Alloxan wird durch freie Radikale ausgelöst, die bei dieser Redoxreaktion entstehen . Studien legen nahe, dass Alloxan beim Menschen keinen Diabetes verursacht. Andere fanden einen signifikanten Unterschied in den Alloxan-Plasmaspiegeln bei Kindern mit und ohne Diabetes Typ 1.

Auswirkungen auf Betazellen

Weil es selektiv das tötet Insulin produzierenden Beta-Zellen in der Bauchspeicheldrüse gefunden wird Alloxan verwendet zu induzieren Diabetes bei Labortieren. Dies geschieht höchstwahrscheinlich aufgrund der selektiven Aufnahme der Verbindung aufgrund ihrer strukturellen Ähnlichkeit mit Glukose sowie des hocheffizienten Aufnahmemechanismus der Beta-Zelle (GLUT2). Darüber hinaus besitzt Alloxan eine hohe Affinität zu SH-haltigen Zellverbindungen und reduziert dadurch den Glutathiongehalt. Darüber hinaus hemmt Alloxan die Glucokinase, ein SH-haltiges Protein, das für die durch Glucose induzierte Insulinsekretion essentiell ist.

Die meisten Studien haben gezeigt, dass Alloxan selbst in sehr hohen Dosen für die menschliche Beta-Zelle nicht toxisch ist, wahrscheinlich aufgrund unterschiedlicher Glukoseaufnahmemechanismen bei Menschen und Nagetieren.

Alloxan ist jedoch toxisch für die Leber und die Nieren in hohen Dosen.

Siehe auch

Verweise

Externe Links