Gentisinsäure


Gentisinsäure

Strukturformel
Strukturformel von Gentisinsäure
Allgemeines
Name Gentisinsäure
Andere Namen
  • 2,5-Dihydroxybenzoesäure
  • 5-Hydroxysalicylsäure
  • Hydrochinoncarbonsäure
Summenformel C7H6O4
CAS-Nummer 490-79-9
PubChem 3469
Kurzbeschreibung

hellgelber, geruchloser Feststoff[1]

Eigenschaften
Molare Masse 154,12 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Schmelzpunkt

199–200 °C (Zersetzung)[2]

pKs-Wert

2,95[2]

Löslichkeit
  • schlecht löslich in Wasser: 5 g·l−1 (5 °C)[2]
  • löslich in Ethanol und Ether[3]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [4]
07 – Achtung

Achtung

H- und P-Sätze H: 302-315-319-335
P: 261-​305+351+338 [4]
LD50
  • 4500 mg·kg−1 (Maus, peroral)[2]
  • 3000 mg·kg−1 (Ratte, intraperitoneal)[2]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
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Gentisinsäure (2,5-Dihydroxybenzoesäure) ist eine aromatische Verbindung, die sich sowohl von der Benzoesäure als auch vom Hydrochinon (1,4-Dihydroxybenzol) ableitet. Die Struktur besteht aus einem Benzolring mit einer angefügten Carboxygruppe (–COOH) und zwei Hydroxygruppen (–OH) als Substituenten. Sie gehört zur Gruppe der Dihydroxybenzoesäuren und kommt in einigen Pflanzen wie Kümmel und Lavendel sowie Enzian (wiss. Name Gentiana) vor.[5]

Vorkommen

Gentisinsäure ist ein Nebenprodukt (1 %) beim Metabolismus von Aspirin, das von den Nieren ausgeschieden wird.[6]

Darstellung

Historisch wurde Gentisinsäure aus 5-Bromsalicylsäure durch Schmelzen mit Natriumhydroxid hergestellt.[7]

Herstellung von Gentisinsäure aus 5-Bromsalicylsäure

Weiters gelang 1881 Ferdinand Tiemann die Darstellung durch das Schmelzen von Kaliumhydroxid mit Gentisinaldehyd, der aus Hydrochinon und Chloroform in Gegenwart von Natronlauge hergestellt wurde..[8]

Gentisinsäure wird durch Carboxylierung von Hydrochinon mittels Kolbe-Schmitt-Reaktion hergestellt.[9]

Herstellung von Gentisinsäure durch Kolbe-Schmitt-Reaktion

Die Synthese gelingt auch bei Atmosphärendruck durch Kochen von Hydrochinon mit Tetrachlorkohlenstoff und Kupferpulver. [10][11]

Auch bei der Oxidation von Salicylsäure mit Kaliumpersulfat[12] entsteht in Gegenwart von Eisen(II)-sulfat Gentisinsäure.[13]

Herstellung von Gentisinsäure durch Oxidation von Salicylsäure

Reaktionen

Direkte Bromierung von Gentisinsäure liefert 3-Bromgentisinsäure.[14][15] Ein Überschuss von Brom führt zur Eliminierung der Carboxygruppe, es entsteht Bromanil (2,3,5,6-Tetrabrom-1,4-Benzochinon).[16] Beim Erhitzen der Bromgentisinsäure auf 160 °C in Gegenwart von Wasser entsteht Bromhydrochinon.[16]

Bromierung von Gentisinsäure, sowie Folgereaktionen

Acetylierung mit Essigsäureanhydrid liefert die Diacetylgentisinsäure, die bei 118–119 °C schmilzt.[16] Mit Diazomethan kann der Methylester hergestellt werden.[17] Die direkte Nitrierung von Gentisinsäure ist nur mit geringen Ausbeuten mit stark verdünnter Salpetersäure möglich, es findet hauptsächlich eine Oxidation unter Bildung von Oxalsäure statt.[16] Ebenso misslingt die direkte Nitrierung des Diacetylderivates.[16] Die Synthese von 3-Nitrogentisinsäure kann jedoch über den Methylester der Diacetylgentisinsäure erfolgen.[17] Durch Reduktion mit Zinn(II)-chlorid und Salzsäure entsteht aus 3-Nitrogentisinsäure die 3-Aminogentisinsäure.[18]

Indirekte Nitrierung von Gentisinsäure, sowie Folgereaktion

Wie die meisten Hydrochinonderivate kann Gentisinsäure leicht oxidiert werden.

Verwendung

Gentisinsäure wird, wie auch ihre fünf Isomere, als Zwischenprodukt bei der Herstellung von Pharmazeutika (besonders Analgetika und Antirheumatika) und anderen organischen Verbindungen, wie Harzen, Polyestern und Reinigungsmitteln verwendet.

Sie wird bei der MALDI-TOF-Analytik als Matrix zur Ionisation von Peptiden, Proteinen und Kohlenhydraten angewendet.[19] Sie kann als Reagens zur Detektion von Borsäure in Peptiden eingesetzt werden.[20]

Außerdem wird sie in der Medizin als Glucosamid (Amid von Glucosamin) zur parenteralen Anwendung verwendet. Gentisinsäure hemmt, ebenso wie Salicylsäure, die Prostaglandinsynthese und wurde daher früher als Antirheumatikum verwendet.[5]

Natriumgentisat wird als Medikament gegen rheumatisches Fieber eingesetzt.[21][22] Zink- und Mangangentisat werden als Katalysatoren für die Polyesterbildung verwendet.[23] 2-Aminogentisinsäure hat antibiotische Eigenschaften gegenüber grampositiven und gramnegativen Bakterien.[24]

Einzelnachweise

  1. Datenblatt Gentisinsäure bei Merck, abgerufen am 18. Januar 2011.
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Gentisinsäure bei ChemIDplus.
  3.  Mary Eagleson: Concise Encyclopedia Chemistry. Walter de Gruyter, 1994, ISBN 3-11011-451-8 (eingeschränkte Vorschau in der Google Buchsuche).
  4. 4,0 4,1 Datenblatt 2,5-Dihydroxybenzoic acid bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 25. Mai 2011.
  5. 5,0 5,1 Römpp CD 2006, Georg Thieme Verlag 2006.
  6. G. Levy, T. Tsuchiya: "Salicylate Accumulation Kinetics in Man", in: New England Journal of Medicine, 1972, 287 (9), S. 430–432; doi:10.1056/NEJM197208312870903.
  7. P. v. Rakowski, W. Leppert: "Ueber Hydrochinoncarbonsäure", in: Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 1875, 8 (1), S. 788–790; doi:10.1002/cber.187500801256, Volltext.
  8. F. Tiemann, M. Müller: "UeberAbkömmlinge des Hydrochinons ", in: Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 1881, 14, S. 1985–1999 Volltext.
  9. P. M. Hudnall: "Hydroquinone" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim 2002; doi:10.1002/14356007.a13_499.
  10. J. Zeltner, Max Landau: D.R.P. 258887.
  11. J. Zeltner, Max Landau: "Preparation of Phenolcarboxylic acids", in: Journal of the Chemical Society, Abstracts, 1913, 104, S. 726–727; doi:10.1039/CA9130400693.
  12. M. B. Fawzi: "Gentisic acid salts as radiographic scanning agent stabilizers". US Patent 4497744
  13. S. G. Morris: "Preparation of Gentisic Acid and its Fatty Alcohol Esters" in J. Am. Chem. Soc. 1949, 71(6), S. 2056–2057; doi:10.1021/ja01174a046.
  14. R. L. Crawford, S. W. Hutton, P. J. Chapman: "Purification and Properties of Gentisate 1,2-Dioxygenase from Moraxella osloensis", in: Journal of Bacteriology, 1975, 121 (3), S. 794–799; PMC 246005.
  15. M. C. Kloetzel, B. Y. Abadir: "Synthetic Analogs of Cortical Hormones. II. 3-Substituted a-2,5-Trihydroxyacetophenone Derivatives", in: J. Am. Chem. Soc., 1955, 77 (14), S. 3823–3826; doi:10.1021/ja01619a043.
  16. 16,0 16,1 16,2 16,3 16,4 F. v. Hemmelmayr: "Zur Kenntnis der Gentisinsäure (2, 5-Dioxybenzencarbonsäure (1)) und einiger ihrer Derivate", in: Monatshefte für Chemie, 1909, 30 (3), S. 255–269; doi:10.1007/BF01519683; Volltext.
  17. 17,0 17,1 A. Klemenc: "Über Nitrogentisinsäuren", in: Monatshefte für Chemie, 1912, 33, S. 1243–1254; doi:10.1007/BF01518823; Volltext.
  18. F. v. Hemmelmayr: "Über einige neue Derivate von Di- und Trioxybenzoesäuren", in: Monatshefte für Chemie, 1914, 35, S. 1–8; doi:10.1007/BF01519727; Volltext.
  19. K. Strupat, M. Karas, F. Hillenkamp: "2,5-Dihydroxybenzoic acid: a new matrix for laser desorption—ionization mass spectrometry", in: International Journal of Mass Spectrometry and Ion Processes, 1991, 111, S. 89–102; doi:10.1016/0168-1176(91)85050-V.
  20. J. B. Crumpton, W. Zhang, W. L. Santos: "Facile Analysis and Sequencing of Linear and Branched Peptide Boronic Acids by MALDI Mass Spectrometry", in: Analytical Chemistry, 2011, 83(9), S. 3548–3554; doi:10.1021/ac2002565.
  21. B. W. Meade AND M. J. H. Smith: "The estimation of Sodium Gentisate in Plasma and Urine", in: Journal of Clinical Pathology, 1951, 4, S. 226; PMC 1023403.
  22. L. E. Schaefer, I. A. Rashkoff, R. S. Megibow: Sodium Gentisate in the Treatment of Acute Rheumatic Fever, in: Circulation, 1950, 2, S. 265–270.
  23. J. A. Price: "Zinc and manganese gentisate as polyester catalysts and molecular weight enhancer", US Patent Nr. 367317.
  24. A. Zeeck, S. Breiding-Mack, S. Grabley, H. Voelskow, G. Seibert: "Gentisic acid derivatives having antibiotic activity". US Patent 4861786.