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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:Barbitursäure.svg|150px|alt=|Strukturformel von Barbitursäure]]
| Name = Barbitursäure
| Andere Namen =
* 2,4,6(1''H'',3''H'',5''H'')-Pyrimidintrion
* 1,3-Diazinan-2,4,6-trion
* 6-Hydroxyuracil
* ''N'',''N''′-Malonylharnstoff
* Acidum barbituricum
| Summenformel = C4H4N2O3
| CAS = {{CASRN|67-52-7}}
| EG-Nummer = 200-658-0
| ECHA-ID = 100.000.598
| PubChem = 6211
| ChemSpider = 5976
| Beschreibung = farbloses, kristallines Pulver mit schwachem Geruch<ref name="GESTIS" />
| Molare Masse = 128,09 g·[[mol]]−1
| Aggregat = fest
| Dichte =
| Schmelzpunkt = 250–252 [[Grad Celsius|°C]] (Zersetzung)<ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Barbitursäure|ZVG=27030|CAS=67-52-7|Abruf=2016-05-09}}</ref>
| Siedepunkt =
| Dampfdruck =
| pKs = 4,01 (25 °C)<ref name="CRC90_8_43">{{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Dissociation Constants of Organic Acids and Bases|Kapitel=8|Startseite=43}}</ref>
| Löslichkeit = mäßig in Wasser (11,45 g·l−1 bei 20 °C)<ref name="GESTIS" />
| Quelle GHS-Kz = <ref name="GESTIS" />
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|-}}
| GHS-Signalwort =
| H = {{H-Sätze|-}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|-}}
| Quelle P = <ref name="GESTIS" />
| MAK =
| ToxDaten = {{ToxDaten |Typ=LD50 |Organismus=Ratte |Applikationsart=oral |Wert=> 5000 mg·kg−1 |Bezeichnung= |Quelle=<ref name="ChemIDplus">{{ChemID |CAS=67-52-7 |Name=Barbituric acid |Abruf=}}</ref> }}
| Standardbildungsenthalpie = −634,7 kJ/mol<ref name="CRC90_5_25">{{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances|Kapitel=5|Startseite=25}}</ref>
}}

'''Barbitursäure''' ist eine [[Heterocyclen|heterocyclische]] [[chemische Verbindung]], die als Ausgangssubstanz zur Herstellung der [[Barbiturate]] und in der Analytik Verwendung findet. Die Substanz zählt zu den [[Derivat (Chemie)|Derivaten]] des [[Harnstoff]]s, zu den [[Lactame]]n, ist ein cyclisches [[Ureide|Ureid]] und gleichzeitig ein [[Hydrierung|hydrierter]] Abkömmling des [[Pyrimidin]]s.

== Geschichte ==
Die Konstitution der Barbitursäure wurde erstmals 1864 von [[Adolf von Baeyer]] bei seinen Studien über [[Harnsäure]] erkannt.<ref>Adolf Baeyer: ''Untersuchungen über die Harnsäuregruppe.'' In: ''Justus Liebigs Annalen der Chemie.'' Band 131, Nr. 3, 1864, S. 291–302. [[doi:10.1002/jlac.18641310306]].</ref> Er soll seine Entdeckung nach seiner Geliebten Barbara benannt haben.<ref>{{Literatur |Autor=[[Werner E. Gerabek]] |Titel=Enzyklopädie Medizingeschichte |Verlag=Walter de Gruyter |Ort=Berlin / New York |Datum=2005 |ISBN=3-11-015714-4 |Seiten=138}}</ref> Nach anderen Quellen bekam die Barbitursäure zu Ehren der Alchemistin [[Barbara von Cilli]] (1390–1451) ihren Namen.<ref>[https://www.pharmazeutische-zeitung.de/index.php?id=26071 ''Geschichte eines Schlafmittels.''] In: ''Pharmazeutische Zeitung.''</ref>

Baeyer fand heraus, dass die Verbindung zu [[Harnstoff]] und [[Malonsäure]] hydrolysiert werden kann. Die Synthese aus diesen Abbauprodukten wurde 1879 von dem französischen Chemiker Grimaux realisiert, der diese mit [[Phosphoroxychlorid]] als wasserentziehendem Mittel reagieren ließ.<ref>Grimaux. In: ''Bulletin de la Societe Chimique de France'', 1879, Folge 2, Band 31, S. 146. Grimaux. In: ''Annales de Chimie'', Folge 5, Band 17, S. 277. Zitiert nach: ''Aufsatztitel''. In: --> ''[[Beilsteins Handbuch der Organischen Chemie]]''. Band 24. S. 467.</ref>

Nach der Synthese der [[Barbital|Diethylbarbitursäure]] im Jahr 1902 und deren Anwendung unter dem Handelsnamen ''Veronal'' verbreitete sich die Verwendung der Barbitursäure, deren Eigenschaften man durch chemische Abwandlung zu verbessern versuchte.<ref>H. Orth, I. Kis: ''Schmerzbekämpfung und Narkose.'' In: Franz Xaver Sailer, Friedrich Wilhelm Gierhake (Hrsg.): ''Chirurgie historisch gesehen. Anfang – Entwicklung – Differenzierung.'' Dustri-Verlag, Deisenhofen bei München 1973, ISBN 3-87185-021-7, S. 1–32, hier: S. 16.</ref><ref>L. Bogendörfer: ''Über lösliche Schlafmittel der Barbitursäurereihe.'' In: ''Schweizer medizinische Wochenschrift'', 1924, Band 54, S. 437 ff.</ref>

== Darstellung und Gewinnung ==
Barbitursäure kann aus Harnstoff und einem Malonsäureester, z. B. [[Malonsäurediethylester]], in wasserfreiem [[Ethanol]] mit darin gelöstem [[Natriumethanolat]] hergestellt werden:<ref name="Hauptmann3">[[Siegfried Hauptmann]]: ''Organische Chemie''. 2. durchgesehene Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1985, S. 468, ISBN 3-342-00280-8.</ref>

[[Datei:Barbituric acid Synthesis V.1.svg|rahmenlos|hochkant=1.5|alt=|Syntheseweg für Herstellung von Barbitursäure]]

== Eigenschaften ==
Für die Barbitursäure kann ein [[Tautomerie]]gleichgewicht mit einer [[Carbonylgruppe|Keto-]] und einer [[Enole|Enolform]] formuliert werden. In der Gasphase<ref>F. Zuccarello, G. Buemi, C. Gandolfo, A. Contino: ''Barbituric and thiobarbituric acids: a conformational and spectroscopic study.'' In: ''[[Spectrochim. Acta]].'' A 59, 2003, S. 139–151, [[doi:10.1016/S1386-1425(02)00146-4]].</ref><ref>V. B. Delchev: ''DFT ab initio study of the keto-enol tautomerism of barbituric acid.'' In: ''[[J. Struct. Chem.]]'' 45, 2004, S. 570–578, [[doi:10.1007/s10947-005-0031-8]].</ref><ref>S. Ralhan, N. K. Ray: ''Density functional study of barbituric acid and its tautomers.'' In: ''[[J. Mol. Struct.]] THEOCHEM.'' 634, 2003, S. 83–88, [[doi:10.1016/S0166-1280(03)00260-4]].</ref> und in Lösung<ref>M. Eigen, G. Ilgenfritz, W. Kruse: ''Eine kinetische Methode zur Untersuchung schneller prototroper Tautomerisierungsreaktionen.'' In: ''[[Chem. Ber.]]'' 98, 1965, S. 1623–1638, [[doi:10.1002/cber.19650980539]].</ref><ref>K. Senthilkumar, P. Kolandaivel: ''Quantum chemical studies on tautomerism of barbituric acid in gas phase and in solution.'' In: ''J. Comput.-Aided Mol. Des.'' 16, 2002, S. 263–272, [[doi:10.1023/A:1020273219651]].</ref> liegt das Gleichgewicht auf der Seite der Ketoform, die unter diesen Bedingungen die stabile Form darstellt.

[[Datei:Barbituric acid tautomerism.svg|rahmenlos|hochkant=1.3|alt=|Tautomeriegleichgewicht der Barbitursäure]]

In fester Phase existieren vier [[Polymorphie (Stoffeigenschaft)|polymorphe]] [[Anhydrat]]formen<ref name="Schmidt">M. U. Schmidt, J. Brüning, J. Glinnemann, M. W. Hützler, P. Mörschel, S. N. Ivashevskaya, J. van de Streek, D. Braga, L. Maini, M. R. Chierotti, R. Gobetto: ''Die thermodynamisch stabile Form von fester Barbitursäure: das Enol-Tautomer.'' In: ''[[Angew. Chem.]]'' 123, 2011, S. 8070–8072, [[doi:10.1002/ange.201101040]].</ref> sowie zwei polymorphe [[Hydrat|Dihydratformen]].<ref name="Clegg">G. S. Nichol, W. Clegg: ''A variable-temperature study of a phase transition in barbituric acid dihydrate.'' In: ''[[Acta Cryst.]]'' B 61, 2005, S. 464–472, [[doi:10.1107/S0108768105017258]].</ref> Die Kristallgitter der Anhydratformen I, II und III enthalten das Ketotautomer.<ref name="Schmidt" /> Das Polymorph IV besteht aus Molekülen des Enoltautomers, welches wegen der stabilisierenden Wirkung von [[Wasserstoffbrücke]]n das thermodynamisch stabile Polymorph darstellt.<ref name="Schmidt" /> Es zeigt bei 172 °C eine endotherme Festphasenumwandlung zum Polymorph II. Beide Polymorphe stehen enantiotrop zueinander.<ref name="Schmidt" /> Das Polymorph II wandelt sich bei 240 °C enantiotrop in das Hochtemperaturpolymorph III um, welches dann bei 253 °C schmilzt.<ref name="Griesser" /> Das Dihydrat bildet unterhalb von −56 °C eine [[Monoklines Kristallsystem|monokline]] Tieftemperaturform.<ref name="Clegg" /> Oberhalb dieser Temperatur existiert eine [[orthorhombisch]]e Hochtemperaturform.<ref name="Clegg" /><ref>G. A. Jeffrey, S. Ghose, J. O. Warwicker: ''The Crystal Structure of Barbituric Acid Dihydrate.'' In: ''[[Acta Cryst.]]'' 14, 1961, S. 881–887, [[doi:10.1107/S0365110X61002539]].</ref> Oberhalb von 30 °C dehydratisiert diese Form zur Anhydratform II.<ref name="Griesser">N. Zencirci, E. Gstrein, C. Langes, U. J. Griesser: ''Temperature- and moisture-depent phase changes in crystal forms of barbituric acid.'' In: ''[[Thermochim. Acta]].'' 485, 2009, S. 33–42, [[doi:10.1016/j.tca.2008.12.001]].</ref>

Wie der Name sagt, reagiert die Verbindung sauer. Ihr [[Säurekonstante|p''K''s-Wert]] beträgt 4,01. Daher wurde früher diskutiert, ob die Formel der Barbitursäure nicht als 2,4,6-Trihydroxypyrimidin geschrieben werden sollte. Dies ist eine tautomere Form des cyclischen Harnstoff-Derivates.

Später wurde erkannt, dass die Imid-Form selbst als Säure fungieren kann: Ihr Anion (Barbiturat) ist durch [[Delokalisierung]] der negativen Ladung stabilisiert.

[[Datei:Barbituric acid, acid reaction.svg|rahmenlos|hochkant=2.9|alt=]]

== Verwendung ==
Barbitursäure ist selbst nicht [[Sedierung|sedativ]]-hypnotisch wirksam. Erst Derivate mit geeigneten Substituenten haben eine hypnotische Wirkung (siehe [[Barbiturate]]). Als erstes derartiges Barbiturat wurde 1903 Diethylbarbitursäure ([[Barbital]]) von [[Emil Fischer]] und [[Joseph von Mering]] beschrieben.<ref>E. Fischer, J. von Mering: ''Über eine neue Klasse von Schlafmitteln.'' In: ''Therapie der Gegenwart'', 1903, Band 44, S. 97–101.</ref><ref>R. Bumm: ''Intravenöse Narkosen mit Barbitursäurederivaten.'' In: ''Klinische Wochenschrift'', 1927, Band 6, S. 725 ff.</ref>

In der [[Wasseranalyse|Trink- und Abwasseranalytik]] wird Barbitursäure als [[Reagenz]] zur [[Kolorimetrie|kolorimetrischen]] [[Cyanid]]analyse (CN−-Ion) verwendet.

== Literatur ==
* J. R. Partington: ''A History of Chemistry'', 1964, Band 4, S. 777; {{OCLC|270846068}}.
* Hans Beyer, Wolfgang Walter: ''Lehrbuch der Organischen Chemie.'' 21. Auflage. Hirzel, Stuttgart 1988, ISBN 3-7776-0438-0, S. 784.

== Weblinks ==
{{Commonscat|Barbituric acid|Barbitursäure|audio=0|video=0}}
{{Wiktionary}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4144030-4}}

{{SORTIERUNG:Barbitursaure}}
[[Kategorie:Barbiturat| ]]
[[Kategorie:Pyrimidintrion| ]]
[[Kategorie:Adolf von Baeyer]]

Barbitursäure - Versionsgeschichte

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