Алантоїн

Алантої́н — С₄Н₆О₃N₄ (діуреїдгліоксилової кислоти), низькомолекулярна гетероциклічна сполука. Назва за номенклатурою IUPAC 2,5-(діоксоімідазолідин-4-іл) сечовина. Синоніми: гліоксилдіуреїд; 5-уреїдогідантоїн.

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: Алантоїн також добувають конденсацією гліоксалевої кислоти та її похідних і сечовини за участі каталізаторів — сильних кислот:

Хімічні властивості

У водному розчині алантоїн є рівноважною сумішшю двох таутомерних форм (див. Таутомерія) — кетонної (рис. 2.1) і енольної (рис. 2.2):

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:

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: Рис. 3. Структурні формули деяких похідних алантоїну

Література

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. Uyeno D. The physical properties and chemical composition of human amniotic fluid // Amer. J. Physiol. 1917. Vol. 37. № 1. P. 77–103.
5. Mootz D. The crystal structure of DL-allantoin // Acta Crystallogr. 1965.Vol. 19 (5). P.726–734.
6. Dennis R., Dezelak C., Grime J. Studies on Symphytum species – HPLC determination of allantoin // Acta Pharm Hung. 1987. Vol. 57. P. 267–274.
7. 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.
8. Allantoin // Open chemistry database. URL: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/allantoin#section=Top

Автор ВУЕ

Л.В. Кобріна