Die Urech-Hydantoinsynthese ist eine Namensreaktion der organischen Chemie. Sie wurde nach Friedrich Urech benannt, der die Reaktion im Jahre 1873 veröffentlichte. Mit dieser Reaktion lassen sich Hydantoine aus α-Aminosäuren herstellen.

Übersichtsreaktion

In saurem Reaktionsmilieu reagieren α-Aminosäuren mit Kaliumcyanat (blau) zu 5-substituierte Hydantoinen:

Werden in der Reaktion Aminosäuren mit einer substituierten Aminogruppe (grün) eingesetzt, entstehen 1-N-substituierte Hydantoine.

Mechanismus

Bei dieser Namensreaktion handelt es sich um eine zweistufige Reaktion bei der sich Hydantoinsäure 8 isolieren lässt. Diese kann dann mit Salzsäure umgesetzt werden und so ebenfalls Hydanoine 11 hergestellt werden.

Zunächst deprotoniert die Aminogruppe die Carboxygruppe der Aminosäure 1 und bildet das Zwitterion 2. Die Ammoniumgruppe 2 wird durch das Cyanat-Ion zu einem Carboxylat 3 deprotoniert. Dessen Aminogruppe greift dann nukleophil das Kohlenstoffatom der Cyansäure (4) an. Es folgt eine 1,3-Protonenübertragung vom Stickstoffatom zum negativ geladenen Stickstoffatom des ehemaligen Cyanats 5 und damit die Bildung eines Imins 6. Durch eine erneute Protonenübertragung bildet sich das Amid 7. Die Protonierung der Carboxylatgruppe am Amid 7 führt zum Zwischenprodukt Hydantoinsäure 8.
Es folgt ein intramolekularer Angriff der Aminogruppe 8 auf die Carbonylgruppe, was zur Schließung eines heterocyclischen Fünfrings 9 führt. Auf die Bildung eines Diols 10 durch Protonenübertragung, entsteht nach Abspaltung von Wasser das Hydantoin 11.

Die Reaktion ist auch heutzutage noch eine wichtige Variante zur Herstellung von Hydantoinen.

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. 1 2 3 4 5 6 Z. Wang: Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents, 3 Volume Set. John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey 2009, ISBN 978-0-471-70450-8, S. 2856 f.
  2. ↑ F. Urech: XXI. Ueber Lacturaminsäure und Lactylharnstoff. In: Justus Liebigs Annalen der Chemie. Band 165, Nr. 1, 1873, S. 99–103, doi:10.1002/jlac.18731650110.
  3. ↑ E. Ware: The Chemistry of the Hydantoins. In: Chem. Rev. Band 46, Nr. 3, 1950, S. 403–470, doi:10.1021/cr60145a001.
  4. ↑ C. Harries, M. Weiss: Ueber eine Darstellungsweise des Hydantoïns. In: Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. Band 33, Nr. 3, 1900, S. 3418–3420, doi:10.1002/cber.190003303122.
  5. ↑ A. Mouneyrat: Verwandlung der α-Aminosäuren in Phenylhydantoïne. In: Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. Band 33, Nr. 2, 1900, S. 2393–2396, doi:10.1002/cber.190003302166.
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