Gentisinsäure
Gentisinsäure (2,5-Dihydroxybenzoesäure) ist eine aromatische Verbindung, die sich formal sowohl von der Benzoesäure als auch vom Hydrochinon (1,4-Dihydroxybenzol) ableitet. Die Struktur besteht aus einem Benzolring mit einer 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.<ref name="Römpp">Vorlage:RömppOnline</ref>
Vorkommen
Gentisinsäure ist ein Nebenprodukt (1 %) beim Metabolismus der Acetylsalicylsäure, das von den Nieren ausgeschieden wird.<ref name="Levy">G. Levy, T. Tsuchiya: Salicylate Accumulation Kinetics in Man. In: New England Journal of Medicine. 287, Nr. 9, 1972, S. 430–432, doi:10.1056/NEJM197208312870903.</ref>
Darstellung
Historisch wurde Gentisinsäure aus 5-Bromsalicylsäure durch Schmelzen mit Natriumhydroxid hergestellt.<ref name="Rakowski">P. v. Rakowski, W. Leppert: Ueber Hydrochinoncarbonsäure. In: Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 8, Nr. 1, 1875, S. 788–790; doi:10.1002/cber.187500801256, gallica.bnf.fr.</ref>
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.<ref name="Tiemann">F. Tiemann, M. Müller: Ueber Abkömmlinge des Hydrochinons . In: Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 1881, 14, S. 1985–1999 gallica.bnf.fr.</ref>
Gentisinsäure wird durch Carboxylierung von Hydrochinon mittels Kolbe-Schmitt-Reaktion hergestellt.<ref name="Ullmann">P. M. Hudnall: Hydroquinone. In Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, Weinheim 2002, Vorlage:DOI.</ref>
Datei:Synthesis Gentisic acid B.svg
Die Synthese gelingt auch bei Atmosphärendruck durch Kochen von Hydrochinon mit Tetrachlorkohlenstoff und Kupferpulver. Tetrachlormethan ist redoxäquivalent zu Kohlenstoffdioxid.<ref>Vorlage:Patent</ref>
Auch bei der Oxidation von Salicylsäure mit Kaliumpersulfat<ref>Vorlage:Patent</ref> entsteht in Gegenwart von Eisen(II)-sulfat Gentisinsäure.<ref name="Morris">S. G. Morris: Preparation of Gentisic Acid and its Fatty Alcohol Esters in J. Am. Chem. Soc. 71, Nr. 6, 1949, S. 2056–2057, doi:10.1021/ja01174a046.</ref>
Datei:Synthesis Gentisic acid C.svg
Reaktionen
Direkte Bromierung von Gentisinsäure liefert 3-Bromgentisinsäure.<ref name="Crawford">R. L. Crawford, S. W. Hutton, P. J. Chapman: Purification and Properties of Gentisate 1,2-Dioxygenase from Moraxella osloensis. In: Journal of Bacteriology. 121, Nr. 3, 1975, S. 794–799; Vorlage:PMC.</ref><ref name="Kloetzel">M. C. Kloetzel, B. Y. Abadir: Synthetic Analogs of Cortical Hormones. II. 3-Substituted a-2,5-Trihydroxyacetophenone Derivatives. In: J. Am. Chem. Soc. 77, Nr. 14, 1955, S. 3823–3826, doi:10.1021/ja01619a043.</ref> Ein Überschuss von Brom führt zur Eliminierung der Carboxygruppe, es entsteht Bromanil (2,3,5,6-Tetrabrom-1,4-benzochinon).<ref name="Hemmelmayr1">F. v. Hemmelmayr: Zur Kenntnis der Gentisinsäure (2, 5-Dioxybenzencarbonsäure (1)) und einiger ihrer Derivate. In: Monatshefte für Chemie. 30, Nr. 3, 1909, S. 255–269, doi:10.1007/BF01519683.</ref> Beim Erhitzen der Bromgentisinsäure auf 160 °C in Gegenwart von Wasser entsteht Bromhydrochinon.<ref name="Hemmelmayr1" />
Datei:Bromination Gentisic acid.svg
Acetylierung mit Essigsäureanhydrid liefert die Diacetylgentisinsäure, die bei 118–119 °C schmilzt.<ref name="Hemmelmayr1" /> Mit Diazomethan kann der Methylester hergestellt werden.<ref name="Klemenc" /> 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.<ref name="Hemmelmayr1" /> Ebenso misslingt die direkte Nitrierung des Diacetylderivates.<ref name="Hemmelmayr1" /> Die Synthese von 3-Nitrogentisinsäure kann jedoch über den Methylester der Diacetylgentisinsäure erfolgen.<ref name="Klemenc">A. Klemenc: Über Nitrogentisinsäuren. In: Monatshefte für Chemie. 1912, 33, S. 1243–1254, doi:10.1007/BF01518823.</ref> Durch Reduktion mit Zinn(II)-chlorid und Salzsäure entsteht aus 3-Nitrogentisinsäure die 3-Aminogentisinsäure.<ref name="Hemmelmayr2">F. v. Hemmelmayr: Über einige neue Derivate von Di- und Trioxybenzoesäuren. In: Monatshefte für Chemie. 1914, 35, S. 1–8, doi:10.1007/BF01519727.</ref>
Datei:Nitration Gentisic acid.svg
Wie die meisten Hydrochinonderivate kann Gentisinsäure leicht oxidiert werden.
Verwendung
Gentisinsäure wird als Zwischenprodukt bei der Herstellung von Pharmazeutika (besonders Analgetika und Antirheumatika) und anderen organischen Verbindungen verwendet.
Sie wird bei der MALDI-TOF-Analytik als Matrix zur Ionisation von Peptiden, Proteinen und Kohlenhydraten angewendet.<ref name="Strupat">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.</ref> Sie kann als Reagens zur Detektion von Borsäure in Peptiden eingesetzt werden.<ref name="Crumpton">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. 83, Nr. 9, 2011, S. 3548–3554, doi:10.1021/ac2002565.</ref>
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.<ref name="Römpp" />
Natriumgentisat wird als Medikament gegen rheumatisches Fieber eingesetzt.<ref name="Meade">B. W. Meade, M. J. H. Smith: The estimation of Sodium Gentisate in Plasma and Urine. In: Journal of Clinical Pathology, 1951, 4, S. 226; Vorlage:PMC.</ref><ref name="Schaefer">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. (ahajournals.org; PDF; 1,2 MB)</ref> Zink- und Mangangentisat können als Katalysatoren für die Polyesterbildung verwendet werden.<ref>Vorlage:Patent</ref> 2-Aminogentisinsäure hat antibiotische Eigenschaften gegenüber grampositiven und gramnegativen Bakterien.<ref>Vorlage:Patent</ref>
Weblinks
2,5-Dihydroxybenzoesäure
- Beilstein (Syst.Nr. 1105), Band. 10:
Einzelnachweise
<references />