乙內醯脲

乙內醯脲，也稱海因（Hydantoin），學名咪唑啉啶-2,4-二酮，是一個五元含氮飽和雜環化合物。它可以看作一分子乙醇酸和一分子尿素發生兩次縮合後生成的產物。是咪唑的衍生物，屬於雙內醯胺和醯亞胺類。是一些藥物的核心結構。^[1]

乙內醯脲
IUPAC名 imidazolidine-2,4-dione
英文名	Hydantoin
別名	海因、2,4-咪唑啉二酮
識別
CAS號	461-72-3  Y
PubChem	10006
ChemSpider	9612
SMILES	O=C1NC(=O)NC1
InChI	1/C3H4N2O2/c6-2-1-4-3(7)5-2/h1H2,(H2,4,5,6,7)
InChIKey	WJRBRSLFGCUECM-UHFFFAOYAD
ChEBI	27612
KEGG	C05146
性質
化學式	C3H4N2O2
莫耳質量	100.076 g·mol⁻¹
外觀	無色結晶
熔點	220 °C
溶解性（水）	39.7 g/L (100 °C)
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

性質

從甲醇中結晶出來的乙內醯脲為無色針狀結晶，從水中結晶出的乙內醯脲為無色片狀結晶。存在於甜菜汁中，有微弱的甜味，可溶於甲醇、乙醇、乙酸和鹼性水溶液，微溶於水和乙醚。用酸或鹼水解，則開環。與熱的稀鹽酸反應時，甘氨酸是產物之一。具微酸性，烷基化和乙醯化反應分別發生在3位及1位。

製取

乙內醯脲由阿道夫·馮·拜爾於1861年研究尿酸時首先分離出來。由於是通過用氫碘酸在加熱時還原尿酸的一級代謝產物尿囊素（Allantoin）而得到的，因此他將這個產物命名為海因（Hydantoin），意為氫化尿囊素。分離出的海因為白色的結晶粉末。

尿酸 → 尿囊素 → 海因

乙內醯脲的製取方法有很多種。

1. Urech在1873年通過用丙氨酸的硫酸鹽與氰酸鉀進行縮合反應，得到了5-甲基乙內醯脲。這個ciaovghefs方法稱為Urech乙內醯脲合成。也可以用氨基乙酸或氨基乙酸乙酯代替丙氨酸。^[2]

   
   
   

2. 丙酮氰醇與碳酸銨反應可得5,5-二甲基乙內醯脲。^[3]這個方法稱為Bucherer-Bergs反應。^[4][5]
   
   

   
   
   

3. 以甲醛、氨、氫氰酸為原料，進行溶液反應，再與二氧化碳反應而得。
4. 由乙醇酸和尿素縮合而得。
5. 由溴乙醯尿素與氨的醇溶液在加熱時反應而得。^[6]

用於多肽N-端胺基酸測序的Edman降解中，異硫氰酸苯酯與N-端胺基酸反應後重排，得到一個苯乙內醯硫脲的衍生物。通過分析該苯乙內醯硫脲衍生物，即可鑑定出多肽的N-端胺基酸。

用途

用於製取乙內醯脲的衍生物，如呋喃烯定，肌松劑丹曲林鈉，抗生素呋喃妥因，以及抗驚厥藥物乙苯妥英、苯妥英鈉、美芬妥英和磷苯妥英鈉等。妥英／妥因二字是對英文中乙內醯脲類物質名稱的詞尾-toin的音譯。

氮上的氫原子被氯和溴原子取代的乙內醯脲，例如二氯二甲基乙內醯脲（DCDMH）、氯溴二甲基乙內醯脲（BCDMH）和二溴二甲基乙內醯脲（DBDMH），與水作用時能釋放出次氯酸和次溴酸，是一類新型高效的防腐殺菌劑，用於水體的消毒，對細菌、真菌、藻類具有廣譜的殺滅作用。^[7]

在鹼性溶液中，乙內醯脲的5-位碳發生去質子化，生成的碳負離子可與醛類發生羥醛縮合生成不飽和醯胺，經還原、水解可得2-胺基酸。

乙內醯脲 -> 2-胺基酸

古DNA中的嘧啶鹼基，如胸腺嘧啶和胞嘧啶，在生物死亡後會逐漸被氧化形成環狀飽和結構，如5-羥基-5-甲基乙內醯脲、5-羥基乙內醯脲（胸腺嘧啶的降解產物）以及較少的5-羥基尿嘧啶和5,6-二羥基尿嘧啶，它們又可以進一步被氧化分解形成短片段。這些產物改變了DNA的基本組成，會影響對古DNA進行的聚合酶連鎖反應(PCR)分析。^[8]

芳族聚海因（聚乙內醯脲）是主鏈中含有乙內醯脲重複單元的芳雜環高分子聚合物，用於電絕緣漆和電絕緣薄膜等。

參見

• 乙二醯脲（咪唑啉三酮）