Свойства и синтетические пути аллантоина и его производных
Благодаря широкому применению спрос на аллантоин растет с каждым годом. Метод химического синтеза аллантоина появился в зарубежных странах в 1940-х годах. Но только в конце 1970-х — начале 1980-х годов Япония и Западная Германия запустили его в промышленное производство. Развитие отечественного синтеза аллантоина началось сравнительно поздно, исследования и разработки начались в конце 1970-х годов. В настоящее время лишь несколько отечественных компаний достигли опытного или массового производства. Поскольку производителей немного, рынок чрезвычайно тесен. Благодаря особым физико-химическим свойствам аллантоина, производные аллантоина имеют разнообразные виды и широко используются. До сегодняшнего дня аллантоин и его производные все еще продолжают отправлять разработки. Аллантоин, химическое название — 1-мочевина-м-диазоцен-[2,4]; ацетальдегид-тетрааза-циклопентадиен; (2,5-диоксоцен-4-м-диазопентил) мочевина; 5-мочевина гидантоин и др. Он относится к гетероциклическим соединениям имидазола, молекулярная формула — C4H6N4O3, молекулярная масса — 158,12 г/моль. Аллантоин представляет собой кристалл или кристаллический порошок, цвет которого находится между бесцветным и белым, он не имеет запаха и вкуса. Температура плавления аллантоина составляет 220 ~ 238 ℃. Аллантоин нерастворим в воде, спирте, эфире и хлороформе, растворим в горячей воде, разбавленном этаноле и пропан-триоле. Насыщенный водный раствор (0,6%) был слабокислым, pH =. 6. В водном растворе pH = 4 до 9, он остается стабильным, и в неводных растворителей и сушки воздуха является стабильным, даже в 80 ~ 90 ℃ 30 мин под теплом также остался неизменным. Но он не выдерживает высоких температур (выше 100 ℃), сильного основания, или длительного времени кипения и солнечного света. Аллантоин имеет изомеры, и структурная формула выглядит следующим образом:
Сопряженная со спиртом система является причиной образования кислотных групп и может стабилизировать молекулы. Существование OH- может заставить некоторых людей думать, что аллантоин является соединением двоякой кислоты. Однако, как правило, водород на C(4) обладает очень низкой активностью и слабой константой диссоциации. Кислота на позиции углерода (2) сильнее, а константа диссоциации составляет 1,17 × 10-9. Поэтому может образоваться только один ряд солей, кислотных или основных. Таким образом, аллантоин является монобазовым кислотно-основным амфотерным соединением. Могут существовать как спиртовые, так и кетоновые формы. Будучи амфотерным соединением, аллантоин является не только основным соединением, но и слабой кислотой, а также слабым основанием для соединений с кислотными солями. Поэтому аллантоин может образовывать соли металлов и аддукты со многими веществами. Эти металлические соли и аддукты не только сохраняют свойства самого аллантоина, но и не теряют свойств, присущих добавленным веществам. Далее мы приведем в качестве примера некоторые физико-химические свойства соединений аллантоина с алюминием. Аллантоиновые соединения алюминия обеспечивают широкий спектр эффективных функций для лечения кожных заболеваний. Ведь сближение иона алюминия и идеальных характеристик аллантоина полностью сочетается. Присутствие аллантоина улучшает действие соли алюминия и устраняет раздражение у некоторых пациентов с аллергией на соль алюминия. Эксперименты на животных также показали, что аллантоин соли алюминия не вызывает раздражения и аллергии. Распространены следующие формы: 1. Дигидроксиаллантоинат аллюминия Дигидроксиаллантоинат аллюминия имеет молекулярную формулу Al(OH)2C4H5N4O3. Он представляет собой белый порошок, нерастворимый в воде и других растворителях, таких как этанол, эфир и хлороформ. Его международное торговое название — «альдиокса». Состав дигидроксиаллантоината аллюминия следующий: оксид алюминия (22,0 ± 5) %, аллантоин (55,0 ± 5) %, значение рН (4 %-ная суспензия) 6-5,8. 2. Алюминия хло ридрокси аллантоинат прориленгликоль Молекулярная формула дигидрокси аллантоината алюминия — [Al2(OH)4ClC4H5N4O3]C3H8O2. Он представляет собой белый порошок в молекулярном состоянии или в модифицированной форме и используется в качестве дезодоранта, смачивающего агента и вяжущего средства для кожи. 3. Хлористый аллантоинат алюминия Формула аллантоината хлористого алюминия — Al2(OH)4ClC4H5N4O3. Хлористый аллантоинат алюминия представляет собой чистый белый порошок, растворимый в воде, слабо растворимый в этаноле, нерастворимый в эфире и хлорной имитации. Международное торговое название аллантоината алюминия — «alcloxa». Состав следующий: Алюминия оксид (28,0 ± 3)%, аллантоин (40,0 ± 3)%, хлор (9,5 ± 1,5)%, азот (14,2 ± 1,5)%. В то же время состав модифицированного хлоралюминиевого аллантоина следующий: Оксид алюминия (45,61 ± 2,0)%, аллантоин (1,25 ± 0,3)%, хлор (15,60 ± 1,5). Значение pH 10%-ного раствора аллантоината алюминия хлористого составляет около 4,3. Согласно литературным данным, основными синтетическими методами получения аллантоина являются следующие: 1. Реакция мочевой кислоты с перманганатом калия Мочевая кислота и перманганат калия окисляются в щелочной среде, а продукты декарбоксилируются уксусной кислотой. В качестве окислителей также могут выступать диоксид свинца, ферроцианид калия, кислород, озон, диоксид марганца, пероксид водорода и т.д. Процесс реакции протекает следующим образом: Во-первых, реакция окисления. Мочевая кислота и перманганат калия вступают в реакцию.
Затем, в результате реакции декарбоксилирования с раскрытием кольца, получают конечный продукт.
Это самый ранний технологический маршрут, который ограничен мелкосерийным производством из-за нехватки сырья, высокой цены, большого объема оборудования и высокой стоимости. 2. Электролитическое окисление урата лития Аллантоин был синтезирован путем конденсации глиоксиловой кислоты и мочевины под действием электричества.
Хотя выход этого метода немного выше, чем у метода окисления мочевой кислоты, он также имеет вышеуказанные проблемы и имеет меньшее промышленное применение. 3. Электролитическое окисление щавелевой кислоты Это новый процесс, разработанный в последние годы, и производственная линия была создана в Китае. Сырье легко получить, но потребление энергии велико. Согласно литературным данным, процесс не является зрелым и нуждается в усовершенствовании.
4. Окисление глиоксаля Поскольку глиоксиловая кислота может быть получена путем частичного окисления глиоксаля, а условия процесса являются мягкими, этот синтетический путь часто используется в промышленности. Однако в этом методе для окисления используется азотная кислота, что приводит к серьезному загрязнению окружающей среды. Во-первых, частичное окисление глиоксаля для получения глиоксиловой кислоты.
Она имеет две побочные реакции, приведенные ниже, поэтому выход этого способа получения глиоксиловой кислоты составляет около 83%.
Затем синтез аллантоина путем конденсации глиоксиловой кислоты и мочевины при нагревании и в кислой среде.
Конверсия глиоксиловой кислоты этим способом составляет 52% ～ 58%. По всем реакциям, подсчитанным по глиоксалю, выход аллантоина составляет 38% — 40% от теоретического значения. 5. Реакция мочевины с дихлоруксусной кислотой Готовится путем нагревания 2 моль мочевины и 1 моль дихлоруксусной кислоты. Реакция протекает следующим образом:
В 1930-х годах в американском патенте сообщалось, что аллантоин может быть получен в этиленгликоле при 120 ℃ в течение 4 часов, но выход был низким. Общий выход аллантоин-п-дихлоруксусной кислоты может достигать 30,3%. Некоторые исследователи из Китая изучили этот процесс и добились общего выхода аллантоина более 40%. Вся процедура выглядит следующим образом.
В настоящее время очень активно разрабатываются и исследуются и другие пути развития технологий, пытаясь добиться успеха при меньших затратах, например, ацетиленовый метод, метод получения двуокиси углерода, монооксида углерода и других высокосодержащих отходящих газов. Однако до сих пор ни один из них не был запущен в производство. Как важный промышленный продукт, аллантоин нуждается в дополнительных синтетических исследованиях для поддержки.
где купить аллантоин Longchang Chemical специализируется на производстве и поставке Аллантоин CAS 97-59-6. Мы обычно связываемся с вами в течение 24 часов. Вы также можете написать мне info@longchangchemical.com в рабочее время (с 8:30 утра до 6:00 вечера UTC+8 пн.~сб.) или воспользоваться чатом на сайте для получения быстрого ответа. Эта статья была написана отделом исследований и разработок Longchang Chemical. При копировании и перепечатке, пожалуйста, указывайте источник.
