Алантоїн
Алантої́н — С4Н6О3N4 (діуреїдгліоксилової кислоти), низькомолекулярна гетероциклічна сполука. Назва за номенклатурою IUPAC 2,5-(діоксоімідазолідин-4-іл) сечовина. Синоніми: гліоксилдіуреїд; 5-уреїдогідантоїн.
Зміст
Молекулярна маса, фізичні та органолептичні властивості
Відносна молекулярна маса — 158,12. Безбарвні кристали без смаку й запаху, слаборозчинні в холодних воді та спирті етиловому (етанолі) , добре — у гарячих, не розчиняється в ефірі діетиловому (діетиловому етері), хлороформі (трихлорометані). Температура плавлення (розкладається) — 238–240 °С.
Поширеність у природі
У ссавців (за винятком людини і вищих приматів) є основним продуктом метаболізму пуринів із сечової кислоти, який каталізує уратоксидаза. Алантоїн трапляється в насінні та коренях деяких рослин (наприклад, у коренях живокосту лікарського (Symphytumofficinale) уміст може досягати 4,72 %). Також алантоїн є в сечі дрібних тварин і рогатої худоби, у біологічних рідинах деяких видів молюсків (Helixaspersa Muller) і комах.
Способи добування з природної сировини
Розроблено спосіб добування алантоїну з клітинної культури рослини Mertensiamaritima (L.) SFGray, яку екстрагують сумішшю хлороформу таетанолу в співвідношенні 3 : 1 протягом 4–6 годин за температури 50 °С, потім екстракт упарюють і хроматографують (див. Хроматографія) на сорбенті з оберненою фазою.
Історія відкриття
Алантоїн уперше виділено 1800 італійським натуралістом і лікарем М. Ф. Буніва (1761–1834) та французьким хіміком Л. Н. Вокленом, який уважав, що алантоїн є складником навколоплідних вод. У 1821 французький хімік Ж. Л. Лассень (1800–1859) виявив його в рідині алантоїсу птахів і назвав алантоїновою кислотою. 1837 німецькі хіміки Ф. Велер та Ю. фон Лібіх (1803–1873) синтезували цю речовину з сечової кислоти й перейменували на алантоїн. Структурну формулу алантоїну (рис. 1) уперше встановлено1964 на основі рентгенівського структурного аналізу за методом Вейсенберга:
Рис. 1. Структурна формула алантоїну
Алантоїн добувають переважно синтезом. Відомо кілька методів його синтезу, зокрема окиснення сечової кислоти калій перманганатом або плюмбум(IV) оксидому нейтральних розчинах: File:Алантоїн-2.png Алантоїн також добувають конденсацією гліоксалевої кислоти та її похідних і сечовини за участі каталізаторів — сильних кислот: File:Алантоїн-3.png
Хімічні властивості
У водному розчині алантоїн є рівноважною сумішшю двох таутомерних форм (див. Таутомерія) — кетонної (рис. 2.1) і енольної (рис. 2.2):
File:Алантоїн-4.jpg Рис. 2.Таутомерні форми алантоїну: кетонна (1) і енольна (2) У сухому повітрі алантоїн стійкий, а внаслідок тривалого кип’ятіння у воді чи розчині лугу зазнає гідролізу: File:Алантоїн-5.png
Роль у біохімічних процесах
Алантоїн забезпечує життєздатність ембріонів ссавців, а його дефіцит призводить до багатьох порушень ембріогенезу та патологічних вагітностей у тварин. Алантоїн виявлено в невеликих кількостях в навколоплідних водах людини. Підвищені концентрації алантоїну в організмі людини виявлено за різних станів, супроводжуваних розвитком окиснювального стресу — фізичних навантаженнях, ревматоїдному артриті, інфаркті міокарда, Дауна синдромі. Дослідження з окиснювального стресу на початку 1990-х показали, що можливе не тільки ферментативне утворення == алантоїну, а й у наслідок атаки молекул сечової кислоти вільними радикалами Оксигену (кисню). Застосування == В алантоїну виявлено низку цінних фармакологічних властивостей (антисептичну, в’яжучу, протизапальну). Тому його використовують як добавку в зубних пастах, засобах гігієни ротової порожнини, шампунях, помадах, різних косметичних лосьйонах, кремах і фармацевтичних продуктах. На основі алантоїну синтезовано його похідні: дигідроксиалюмінат (рис. 3.1), амінобензоатну сіль, хлоротетрагідрооксидиалюмінат (рис. 3.2), пантотенат (рис. 3.3), аскорбат, алантоїнову сіль вітаміну В7, алантоїн біотин, які використовують у складі косметичних і фармацевтичних продуктів: File:Алантоїн-6.png File:Алантоїн-7.png File:Алантоїн-8.png Рис. 3. Структурні формули деяких похідних алантоїну
Література
- Buniva and Vauquelin. Sur l’eau de l’amnios de femme et de vache (On the amniotic fluid of women and cows) // Annales de chimie. 1800. Vol. 33. P. 269–282.
- Lassaigne.Nouvelles recherches sur la composition les eaux de l’allantoïde et de l’amnios de la vache (New investigations into the composition of the allantoic and amniotic fluids of the cow) // Annales de chimie et de physique. 2nd series. 1821. Vol. 17. P. 295–305.
- Liebig and Wöhler. Ueber die Natur der Harnsäure (On the nature of uric acid) // Annalen der Physik und Chemie. 1837. Vol. 41 (8). P. 561–569.
- Uyeno D. The physical properties and chemical composition of human amniotic fluid // Amer. J. Physiol. 1917. Vol. 37. № 1. P. 77–103.
- Mootz D. The crystal structure of DL-allantoin // Acta Crystallogr. 1965.Vol. 19 (5). P.726–734.
- Dennis R., Dezelak C., Grime J. Studies on Symphytum species – HPLC determination of allantoin // Acta Pharm Hung. 1987. Vol. 57. P. 267–274.
- Araújo L. U., Grabe-Guimarães A., Mosqueira V. C., Carneiro C. M., Silva-Barcellos N. M. Profile of wound healing process induced by allantoin // Acta Cir Bras. 2012. Vol. 25 (5). P. 460–466.
- Allantoin // Open chemistry database. URL: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/allantoin#section=Top