Glycoluril

Strukturformel
Strukturformel von Glycoluril
Allgemeines
Name	Glycoluril
Andere Namen	Tetrahydroimidazo[4,5-d]imidazole-2,5(1H,3H)-dione
Summenformel	C4H6N4O2
Kurzbeschreibung	geruchloses weißes Pulver<ref name="Daten" />
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 207-821-5 ECHA-InfoCard 100.007.111 PubChem 62347 DrugBank DB03533 Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	142,116 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	0,8 g·cm−3<ref name="Daten">Datenblatt Glycoluril beim National Institute of Environmental Health Sciences, abgerufen am 29. Juli 2017 (PDF; 34 kB).</ref>
Schmelzpunkt	~300 °C<ref name="Daten" />
Löslichkeit	wenig löslich in kaltem Wasser: <2 g·l−1 (20 °C)<ref name="Daten" /> besser in heißem Wasser: 15 g·l−1 (100 °C)<ref name="Daten" /> löslich in Ammoniakwasser, Diethylether und Salzsäure<ref name="Daten" /> nahezu unlöslich in Ethanol und Essigsäure<ref name="Daten" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="Sigma">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-AldrichVorlage:Abrufdatum (PDF).</ref> Gefahrensymbol Achtung H- und P-Sätze H: 302 P: keine P-Sätze<ref name="Sigma" />
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Glycoluril ist ein bicyclisches Kondensationsprodukt aus einem Molekül Glyoxal und zwei Molekülen Harnstoff und fällt als geruchloses weißes Pulver an. Starke intermolekulare Wasserstoffbrücken bedingen den hohen Schmelzpunkt von ca. 300 °C, bei dem sich Glycoluril zersetzt. Glycoluril ist der Grundbaustein für die macrocyclischen, käfigartigen Cucurbiturile, die wie die ähnlich gebauten Cyclodextrine und Calixarene kleine Moleküle in ihren Hohlraum aufnehmen können.

Gewinnung und Darstellung

Glycoluril kann durch Natriumamalgam-Reduktion von Allantoin erhalten werden. In industriellem Maßstab wird Glycoluril durch Reaktion von 40%igem wässrigen Glyoxal mit Harnstoff in ca. 90%iger Ausbeute hergestellt.

Chemische Eigenschaften

Die vier amidartigen und daher aziden Wasserstoffatome des Glycolurils sind einer Reihe von chemischen Reaktionen zugänglich, wie z. B. der Substitution durch Halogene oder der Umsetzung mit Formaldehyd.

Verwendung

Glycoluril dient als Ausgangsstoff für Tetrachlor-<ref>Frank B. Slezak, Henry Bluestone, Thomas A. Magee, John H. Wotiz: Preparation of Substituted Glycolurils and Their N-Chlorinated Derivatives. In: The Journal of Organic Chemistry. Band 27, Nr. 6, 1962, S. 2181–2183, doi:10.1021/jo01053a069. </ref> und Tetrabromglycoluril, die als Biozide in der Wasserbehandlung, zur Schwimmbaddesinfektion und als Verstärker für Schleimbekämpfungsmittel in der Papier- und Pappeherstellung eingesetzt werden.

Glycoluril wurde als Stickstoffdünger mit verzögerter N-Freisetzung diskutiert,<ref>T. Shimidzu: Glycoluril as a Slow Release Nitrogen Fertilizer. In: Soil Science and Plant Nutrition. Band 33, Nr. 2, 1987, S. 291–298, doi:10.1080/00380768.1987.10557574. </ref> hat wegen zu hoher Kosten aber keine Verbreitung gefunden.

Glycoluril wird mit überschüssigem Formaldehyd zum Tetramethylolglycoluril umgesetzt, das verzögert Formaldehyd freisetzt und daher als Biozid in wasserbasierten Lacken, in Flüssigwaschmitteln und in Pflege- und Reinigungsmitteln (in Konzentrationen von 0,1 %) eingesetzt wird.<ref>Verwendung von Formaldehyd oder Formaldehyd-Abspaltern in Pflege- und Reinigungsmitteln in Privathaushalten (PDF; 53 kB), Vortrag auf der BfR-Fachveranstaltung „Neubewertung von Formaldehyd – Beitrag des BfR zum Verbraucherschutz“</ref> Außerdem findet es Verwendung als Vernetzer für hydroxygruppenhaltige Polymere, als industrielles Fungizid und als Beschleuniger in Zementen.

Aus Glycoluril entsteht durch Umsetzung mit Acetanhydrid Tetraacetylglycoluril (TAGU), das wegen zu langsamer Bioabbaubarkeit als Bleichaktivator für Natriumpercarbonat in festen Waschmittelzubereitungen keine weite Verbreitung gefunden hat.<ref>Uri Zoller: Handbook of detergents. Part E, Applications. CRC Press, Boca Raton, FL 2008, ISBN 978-1-4200-1816-5, Kapitel 16: Application of Surfactants in Environmental Remediation. </ref>

Die Reaktion mit Nitriersäure führt zu dem Sprengstoff Tetranitroglycoluril (TNGU, Sorguyl).<ref>J. K. Agrawal, R. D. Hodgson: Organic chemistry of explosives. John Wiley & Sons, Chichester 2007, ISBN 978-0-470-02967-1, S. 278. </ref>

Einzelnachweise

<references />