Барбитуровая кислота

Барбитуровая кислота — 2,4,6-тригидроксипиримидин (2,4,6-пиримидинтрион, N,N-малонилмочевина). Бесцветные кристаллы, t_пл 245 °C с разложением, растворимые в горячей воде. Плохо растворяется в холодной воде и этаноле, хорошо — в горячей воде, в эфире. Производные барбитуровой кислоты, содержащие алкильные или арильные заместители, а также их соли, называются барбитуратами^[1].

Синтез и свойства

Барбитуровая кислота впервые была синтезирована Адольфом Байером в 1864 г. конденсацией мочевины с малоновой кислотой^[2]. Современной модификацией синтеза Байера является использование диэтилового эфира малоновой кислоты в присутствии этилата натрия^[3]:

Этот же метод применяется для синтеза 5-замещенных барбитуратов из C-замещенных эфиров малоновой кислоты.

Для барбитуровой кислоты (и 5-монозамещенных барбитуратов) возможны две таутомерных формы: неароматическая пиримидин-2,4,6(1H,3H,5H)-трион и ароматическая 2,4,6-тригидроксипиримидин, в растворах равновесие смещено в сторону преобладания неароматической формы. Вместе с тем, депротонирование барбитуровой кислоты ведет к образованию резонансно стабилизированного ароматического аниона, что и обуславливает ее кислотные свойства:

Дальнейшее депротонирование с сохранением ароматической структуры энергетически невыгодно, поэтому барбитуровая кислота титруется как одноосновная кислота.

Благодаря резонансной стабилизации аниона метиленовая группа барбитуровой кислоты проявляет CH-кислотные свойства: барбитуровая кислота конденсируется с ароматическими альдегидами с образованием 5-арилиденбарбитуровых кислот, нитрозируется с образованием нитрозопроизводного, перегруппировывающегося в 5-оксим (виолуровую кислоту), нитруется дымящей азотной кислотой с образованием 5-нитробарбитуровой (дилитуровой) кислоты.

Алкилирование барбитуровой кислоты идет преимущественно по атомам азота (так, при взаимодействии с диметилсульфатом образуется 1,3-диметилбарбитуровая кислота), однако в случае стерических затруднений наряду с N-алкилированием происходит и O-алкилирование, исключением является диазометан, который с барбитуровой кислотой образует 6-метокси-1-метилурацил^[4].

При действии оксихлорида фосфора на барбитуровую кислоту происходит замещение хлором кислорода с образованием 2,4,6-трихлорпиримидина.

Применение

Барбитуровую кислоту применяют для получения рибофлавина, пиримидина, виолуровой и мочевой кислоты также некоторые производные (в основном 5,5-дизамещенные, к примеру 5,5-диэтилбарбитуровая кислота, 5-фенил5-этилбарбитуровая кислота) являются снотворными средствами.

Барбитуровая кислота применяется в качестве одного из компонентов при фотоколориметрическом определении цианидов по Кенигу.

См. также

• Барбитураты

Примечания

1. ↑ barbiturates // IUPAC Gold Book
2. ↑ (1864) «Untersuchungen über die Harnsäuregruppe». Annalen der Chemie und Pharmacie 131: 291. DOI:10.1002/jlac.18641310306.
3. ↑ J. B. Dickey & A. R. Gray (1943), «Barbituric acid», Org. Synth., ; Coll. Vol. 2: 60
4. ↑ Katritzky Alan R. Advances in Heterocyclic Chemistry. — Academic Press. — P. 143. — ISBN 9780120206438