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2026-01-26T13:41:26Z

Allantoin als Mineral: lf

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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:Allantoin2.svg|220px|Strukturformel von Allantoin]]
| Andere Namen =
* ''N''-(2,5-Dioxo-4-imidazolidinyl)harnstoff
* Glyoxylsäurediureid
* 5-Ureidohydantoin
* {{INCI|Name=ALLANTOIN |ID=31411 |Abruf=2020-08-11}}
| Summenformel = C4H6N4O3
| CAS = {{CASRN|97-59-6}}
| EG-Nummer = 202-592-8
| ECHA-ID = 100.002.358
| PubChem = 204
| ChemSpider = 199
| DrugBank = DB11100
| Beschreibung = farbloser Feststoff<ref name="Merck">{{Merck|101015|Name=|Abruf=2007-11-04}}</ref>
| Molare Masse = 158,12 g·[[mol]]−1
| Aggregat = fest
| Dichte = ~1,7 g·cm−3<ref name="Merck"/>
| Schmelzpunkt = 225–236 [[Grad Celsius|°C]] (Zersetzung)<ref name="Merck"/>
| Siedepunkt =
| Dampfdruck =
| pKs = 8,96 (25 °C)<ref name="CRC97_5_88">{{CRC Handbook |Auflage=97 |Titel=Dissociation Constants of Organic Acids and Bases |Kapitel=5 |Startseite=88}}</ref>
| Löslichkeit = schlecht in Wasser (5,7 g·l−1 bei 25 °C), fast unlöslich in [[Ethanol]]<ref name="Merck"/>
| Quelle GHS-Kz = <ref name="Sigma">{{Sigma-Aldrich|SIAL|05670|Name=Allantoin, ≥98.0% (N)|Abruf=2024-08-19}}</ref>
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|-}}
| GHS-Signalwort =
| H = {{H-Sätze|-}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|-}}
| Quelle P = <ref name="Sigma" />
}}

Das '''Allantoin''' ist bei verschiedenen Tierarten, vor allem bei Säugetieren, neben der [[Harnsäure]] ein primäres Endprodukt des Abbaus von [[Nukleinsäure]]n, speziell von [[Purinbasen]].<ref name=roempp>{{RömppOnline|ID=RD-01-01552|Name=Allantoin|Abruf=2011-11-03}}</ref>

== Geschichte ==
Das Allantoin wurde um das Jahr 1800 von Buniva und [[Louis-Nicolas Vauquelin]] in der Körperflüssigkeit, welche die [[Allantois]] von Kühen ausfüllt, entdeckt und hat davon seinen Namen.<ref>Buniva und Vauquelin, Annales de Chimie, Serie 1, Band 33, 269–275 (1800); zitiert nach [[Beilsteins Handbuch der Organischen Chemie]], Hauptwerk, Band 25, S. 474c sowie Partington, A History of Chemistry, Vol 4, S. 333.</ref> Später wurde die Verbindung aus dem Harn junger Kälber isoliert und von [[Friedrich Wöhler]], in Kooperation mit [[Justus Liebig]], untersucht.<ref>F. Wöhler, J. Liebig, Annalen der Pharmazie, 26, 241–336 (1838). </ref> Diese Forscher erkannten erstmals den Zusammenhang mit der [[Harnsäure]], aus der sie Allantoin durch Oxidation mit Bleidioxid erhielten.

[[Datei:Uricacid oxid.svg|500px|Oxidativer Abbau von Harnsäure zu Allantoin (Wöhler)]]

== Vorkommen ==
Allantoin ist ein in manchen heimischen Pflanzen (besonders im [[Beinwell]]) enthaltener Wirkstoff. Vor allem in [[Schwarzwurzel]], aber auch in Weizenkeimlingen, Sojakeimlingen, Reis, Blumenkohl, grünen Bohnen und der [[Rosskastanie]] lässt sich Allantoin finden.
Die Larven von ''[[Lucilia sericata]]'' ([[Schmeißfliegen#Gattung Lucilia – Goldfliegen|Goldfliegen]]<nowiki></nowiki>art) werden als Mittel der Wundheilung genutzt, da sie sehr spezifisch [[nekrotisch]]es Gewebe fressen und große Mengen von Allantoin abgeben.
<gallery>
Datei:Symphytum cordatum 01.jpg | [[Herzblättriger Beinwell]] (''Symphytum cordatum'')
Datei:Scorzonera humilis.jpg | [[Niedrige Schwarzwurzel]] (''Scorzonera humilis'')
</gallery>

== Allantoin als Mineral ==
Im ehemaligen Bergwerk „Rowley“ (englisch ''Rowley Mine'') mit Cu-Pb-Au-Ag-Mo-V-[[Baryt]]-[[Fluorit|Flussspat]]-Vererzung<ref>{{Mineralienatlas |Kurz-URL=353 |Titel=Rowley Mine |Abruf=2021-05-23}}</ref> etwa 20 km nordwestlich von [[Theba (Arizona)|Theba]] im [[Maricopa County]] des US-Bundesstaates Arizona wurde Allantoin erstmals als natürliche [[Mineral]]bildung entdeckt. Außer seiner [[Typlokalität]] sind allerdings bisher keine weiteren Fundorte für natürlich gebildeten Allantoin dokumentiert (Stand 2024).<ref>Fundortliste für Allantoin beim [https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/MineralDataShow?mineralid=8901&sections=12 Mineralienatlas] (deutsch) und bei [https://www.mindat.org/min-55045.html#autoanchor16 Mindat] (englisch), abgerufen am 17. August 2024.</ref>

Die Analyse und Erstbeschreibung erfolgte durch Anthony R. Kampf, Aaron J. Celestian, Barbara P. Nash und Joe Marty, die dem neu entdeckten Mineral keinen Eigennamen gaben, sondern es nach der bereits bekannten chemischen Verbindung benannten.<ref name="Newsletter56">{{Literatur |Autor=Ritsuro Miyawaki, Frédéric Hatert, Marco Pasero, Stuart J. Mills |Titel=IMA Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification (CNMNC) Newsletter 56 |Sammelwerk=[[Mineralogical Magazine]] |Band=84 |Datum=2020 |Sprache=en |Seiten=627 |DOI=10.1180/mgm.2020.60 |Online=[https://rruff.info/rruff_1.0/uploads/MM84_623.pdf#page=5 rruff.info] |Format=PDF |KBytes=160 |Abruf=2024-08-17}}</ref>

2020 sandte das Mineralogenteam um Kampf seine Untersuchungsergebnisse und den gewählten Namen zur Prüfung an die [[International Mineralogical Association]] (interne Eingangs-Nr. der IMA: 2020-004a), die Allantoin als eigenständige Mineralart anerkannte.<ref>{{Internetquelle |url=https://rruff.info/ima/?Allantoin |titel=IMA Database of Mineral Properties – Allantoin |werk=rruff.info |hrsg=RRUFF Project |sprache=en |abruf=2024-08-17}}</ref> Die Anerkennung wurde im ''Newsletter 56'' der IMA Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification (CNMNC) bestätigt.<ref name="Newsletter56" />

Das [[Typmaterial]] des Minerals wird in der mineralogischen Sammlung des [[Natural History Museum of Los Angeles County]] (LACMNH) in [[Los Angeles]] unter der Katalognummer ''74491'' aufbewahrt.<ref>{{Internetquelle |url=https://docs.wixstatic.com/ugd/839128_bc2c28a3c4574ba586d8fb58576f49ff.pdf#page=4 |titel=Catalogue of Type Mineral Specimens – A |hrsg=Commission on Museums ([[International Mineralogical Association|IMA]]) |datum=2021-02-09 |sprache=en |abruf=2021-05-23 |format=PDF 357 kB |kommentar=[https://www.ima-cm.org/ctms Gesamtkatalog der IMA]}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=https://3686efdc-1742-49dc-84b7-8dba35df029e.filesusr.com/ugd/839128_e7fe2db768b9407aa1397d928d91891b.pdf#page=8 |titel=Catalogue of Type Mineral Specimens – Depositories |hrsg=Commission on Museums ([[International Mineralogical Association|IMA]]) |datum=2010-12-18 |sprache=en |abruf=2021-05-23 |format=PDF 311 kB}}</ref>

Eine mineralogische Klassifizierung in einer der bekannten [[Systematik der Minerale|Mineral-Systematiken]] ist bisher nicht bekannt. Aufgrund seiner Verwandtschaft mit [[Harnstoff]] (bekannt als Mineral [[Urea (Mineral)|Urea]]) wird er jedoch voraussichtlich wie dieser in der Mineralklasse der [[Systematik der Minerale nach Strunz (9. Auflage)#10. Organische Verbindungen|Organischen Verbindungen]] eingeordnet werden.

Die von der Mineraldatenbank „Mindat.org“ weitergeführte Strunz-Klassifikation in der 9. Auflage (auch ''Strunz-mindat'') ordnet den Allantoin in die Abteilung „Diverse organische Mineralien“ ({{enS|Miscellaneous Organic Minerals}}) und dort in die bisher unbenannte Unterabteilung „A“. Eine weitere Einordnung in eine Gruppe mit chemisch oder kristallographisch verwandten Mineralen wurde dort bisher (Stand 2024) nicht vorgenommen (vergleiche dazu auch [[Systematik der Minerale nach Strunz (9. Auflage)#Gruppe 10.CA|Unterabteilung „10.CA“ in der Klassifikation nach Strunz (9. Auflage)]]).<ref>{{Internetquelle |url=https://www.mindat.org/min-55045.html#autoanchor3 |titel=Classification of Allantoin |werk=mindat.org |hrsg=Hudson Institute of Mineralogy |sprache=en |abruf=2024-08-17 |kommentar=siehe auch Anker „Strunz-Mindat“: ''Related Minerals - Strunz-mindat Grouping''}}</ref>

== Synthese ==
Synthetisch kann Allantoin durch Erhitzen von [[Glyoxylsäure]] mit Harnstoff auf 100 °C erhalten werden.<ref>Grimaux, Comptes rendues des Seances de l'Academie des Sciences, Bd. 83, 63; Annales de Chimie, Serie 5, Bd. 11, 390; zitiert nach Beilsteins Handbuch der Organischen Chemie, Hauptwerk, Bd. 25, 474.</ref> Anstelle von Glyoxylsäure kann industriell [[Dichloressigsäure]] eingesetzt werden.<ref>C. N. Zellner, J. R. Stevens, U.S. Patent 2158098 (1939) für Merck & Co.; Chemical Abstracts 33, 6350 (1939).</ref> Auch die Herstellung aus Harnsäure wurde optimiert: Als Oxidationsmittel wird Kaliumpermanganat in alkalischer Lösung (Natronlauge) verwendet.<ref>{{OrgSynth|Kurzcode=cv2p0021 |Autor=W. W. Hartman, E. W. Moffett, J. B. Dickey |Titel=Allantoin |Jahrgang=1933 |Volume=13 |Seiten=1 |ColVol=2 |ColVolSeiten=21–23 |doi=10.15227/orgsyn.013.0001 }}</ref>

[[Datei:Allantoin synth.svg|500px|Synthese von Allantoin aus Glyoxylsäure und Harnstoff]]

== Abbau ==
In der Natur wird Allantoin zu Allantoinsäure (Allantoat) abgebaut. In [[Bakterien]] wie ''[[Escherichia coli]]'' wird diese Reaktion von dem [[Enzym]] Allantoinase (AllB, [[UniProt]]: P77671) katalysiert. Die Allantoinsäure wird dann von dem Enzym Allantoinsäure-amidohydrolase (AllC, Uniprot P77425) in Ureidoglyzin konvertiert, welches dann durch AllE (Uniprot: P7571) in Ureidoglykolat verwandelt wird. Letzteres ist das Substrat für die Enzyme AllA (Uniprot: P77731) für die Umwandlung in [[Glyoxylsäure|Glyoxylat]] bzw. für AllD (Uniprot: P77555) für die Umwandlung in Oxalo-Harnsäure.

== Eigenschaften ==
Die [[Kristallstruktur]] von Allantoin wurde bereits 2011 durch Baojun Xu, Changkeun Sung und Byunghee Han am synthetisch hergestellten Analogon entschlüsselt. Demnach kristallisiert die Verbindung C4H6N4O3 in der monoklinen {{Raumgruppe|P21/c|lang}} mit den [[Gitterparameter]]n ''a'' = =8,0004(6) [[Ångström (Einheit)|Å]]; ''b'' = 5,1487(4) Å; ''c'' = 14,7501(10) Å und β = 92,9080(10)° sowie vier [[Formeleinheit]]en pro [[Elementarzelle]].<ref name="XuSungHan">{{Literatur |Autor=Baojun Xu, Changkeun Sung, Byunghee Han |Titel=Crystal structure characterization of natural allantoin from edible lichen Umbilicaria esculenta |Sammelwerk=Crystals |Band=1 |Datum=2011 |Sprache=en |Seiten=128–135 |Kommentar=Achtung! In der Quelle wird fälschlicherweise mg/m³ als Einheit für die Dichte angegeben (Tippfehler) |DOI=10.3390/cryst1030128 |Online=[https://rruff.info/rruff_1.0/uploads/Crystals1_128.pdf#page=4 rruff.info] |Format=PDF |KBytes=606 |Abruf=2021-05-23}}</ref> Die [[Dichte]] von Allantoin beträgt 1,71 g/cm³ bei 22 °C.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.carlroth.com/medias/SDB-6327-AT-DE.pdf?context=bWFzdGVyfHNlY3VyaXR5RGF0YXNoZWV0c3wyMzk5MzF8YXBwbGljYXRpb24vcGRmfHNlY3VyaXR5RGF0YXNoZWV0cy9oYTUvaDdhLzg5NDc5MTM5ODE5ODIucGRmfDJmYTU0ZjRiY2YwNDBlNmMxYzIxYmUzYzM1Y2VmNjk4ZmRhZWI2YWZjOTk1NDEwNmQ5YzAyNDAwMDkxMGY1YzU#page=6 |titel=Freiwillige Sicherheitsinformation in Anlehnung an das Sicherheitsdatenblattformat gemäß Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 (REACH) – Allantoin |hrsg=Carl Roth |datum=2019-05-06 |offline=ja |archiv-url=https://web.archive.org/web/20220127141820/https://www.carlroth.com/medias/SDB-6327-AT-DE.pdf?context=bWFzdGVyfHNlY3VyaXR5RGF0YXNoZWV0c3wyMzk5MzF8YXBwbGljYXRpb24vcGRmfHNlY3VyaXR5RGF0YXNoZWV0cy9oYTUvaDdhLzg5NDc5MTM5ODE5ODIucGRmfDJmYTU0ZjRiY2YwNDBlNmMxYzIxYmUzYzM1Y2VmNjk4ZmRhZWI2YWZjOTk1NDEwNmQ5YzAyNDAwMDkxMGY1YzU#page=6 |archiv-datum=2022-01-27 |archiv-bot= |abruf=2022-01-27}}</ref>

Die von Xu, Sung und Han synthetisch erzeugten, farblosen bis weißen Allantoin-[[Kristall]]e waren von prismatischer [[Kristallhabitus|Gestalt]] und hatten eine Länge von nur wenigen Zehntelmillimetern.<ref name="XuSungHan" />

== Verwendung ==
Allantoin wird in der Kosmetik in Hautcremes, Duschgels, Sonnenschutzmitteln, Rasierwässern, in Zahncreme und in Mitteln gegen übermäßige Schweißabsonderung ([[Hyperhidrose]]) und Hautirritationen eingesetzt. Es bewirkt die Beschleunigung des Zellaufbaus, der Zellbildung oder der Zellregeneration und beruhigt die Haut. Auch die Heilung schwer heilender Wunden wird unterstützt, jedoch besitzt Allantoin keine [[antiseptisch]]en Eigenschaften.<ref name=roempp/>

Beinwellsalbe galt in der Naturheilkunde lange als die beste Wundheilsalbe. Sie wurde durch einen Fettauszug der frischen [[Beinwell]]wurzel mittels Schweineschmalz hergestellt. Der Wirkstoff ist temperaturbeständig, jedoch empfindlich gegen Berührung mit Metallen, die eine katalytische Zersetzung bewirken können. Daher sollten Zubereitungen mit Allantoin nicht in Metallgefäßen gelagert werden.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Imidazolidindion]]
[[Kategorie:Harnstoff]]
[[Kategorie:Anerkanntes Mineral]]
[[Kategorie:Organische Verbindungen]]
[[Kategorie:Kohlenstoffmineral]]
[[Kategorie:Wasserstoffmineral]]
[[Kategorie:Stickstoffmineral]]
[[Kategorie:Sauerstoffmineral]]

Allantoin - Versionsgeschichte

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