Devido à sua ampla aplicação, a demanda por alantoína vem aumentando ano a ano. O método de síntese química da alantoína surgiu em países estrangeiros na década de 1940. Mas foi somente no final da década de 1970 e início da década de 1980 que o Japão e a Alemanha Ocidental o colocaram em produção industrial. O desenvolvimento da síntese nacional de alantoína começou relativamente tarde, e a pesquisa e o desenvolvimento tiveram início no final da década de 1970. Atualmente, apenas algumas empresas nacionais alcançaram a produção piloto ou em massa. Como há poucos fabricantes, o mercado é extremamente restrito. Devido às propriedades físicas e químicas especiais da alantoína, os derivados da alantoína têm vários tipos e são amplamente utilizados. Até hoje, a alantoína e seus derivados ainda continuam a se desenvolver.
AlantoínaO nome químico é 1-ureia-m-diazoceno - [2,4]; acetaldeído tetraaza ciclopentadieno; (2,5-dioxoceno-4-m-diazopentil) ureia; 5-ureia hidantoína etc. Pertence ao composto heterocíclico imidazol, cuja fórmula molecular é C4H6N4O3O peso molecular é de 158,12 g/mol. A alantoína é um cristal ou pó cristalino cuja cor varia entre incolor e branco, e é inodoro e insípido. O ponto de fusão da alantoína varia de 220 a 238 ℃. A alantoína é insolúvel em água, álcool, éter e clorofórmio, solúvel em água quente, etanol diluído e trióis propano. A solução aquosa saturada (0,6%) era ligeiramente ácida, pH = 6. Em uma solução aquosa de pH = 4 a 9, ele permanece estável, e em um solvente não aquoso e ar de secagem é estável, mesmo em 80 ~ 90 ℃ 30 min sob calor também permaneceu inalterado.
Porém, ela não suporta altas temperaturas (acima de 100 ℃), uma base forte ou um longo período de fervura e luz solar. A alantoína tem isômeros, e a fórmula estrutural é a seguinte:
O sistema conjugado de álcool é a razão para a formação de grupos ácidos e pode estabilizar as moléculas. A existência de OH– pode levar algumas pessoas a pensar que a alantoína é um composto ácido binário. Entretanto, de modo geral, o hidrogênio no C(4) tem uma atividade muito baixa e uma constante de dissociação fraca. O ácido na posição do carbono (2) é mais forte, e a constante de dissociação é de 1,17 × 10-9. Portanto, somente uma única série de sais, sais ácidos ou sais básicos, pode ser formada. Portanto, a alantoína é um composto anfotérico ácido-base monobásico. Podem existir as formas de álcool e cetona. Como um composto anfotérico, a alantoína não é apenas um composto básico, mas também um ácido fraco e uma base fraca para compostos de sal ácido. Portanto, a alantoína pode formar sais metálicos e adutos com muitas substâncias. Esses sais metálicos e adutos não apenas mantêm as propriedades da própria alantoína, mas também não perdem as propriedades inerentes das substâncias adicionadas. A seguir, listaremos algumas propriedades físicas e químicas dos compostos de alumínio da alantoína como exemplo.
Os compostos de alumínio da alantoína oferecem uma ampla gama de funções eficazes para o tratamento de doenças de pele. Porque a convergência do íon de alumínio e as características ideais da alantoína são totalmente combinadas. A presença da alantoína melhora o efeito do sal de alumínio e elimina a irritação de alguns pacientes com alergia ao sal de alumínio. Experimentos em animais também mostraram que o sal de alumínio com alantoína não causa irritação nem alergia. Várias formas comuns são as seguintes:
1. Dihidroxialantoinato de alumínio
O di-hidroxialantoinato de alumínio tem a fórmula molecular Al(OH)2C4H5N4O3. É um pó branco, insolúvel em água e em outros solventes, como etanol, éter e clorofórmio. Sua denominação comercial internacional é "aldioxa". A composição do dihidroxialantoinato de alumínio é a seguinte: óxido de alumínio (22,0 ± 5)%, alantoína (55,0 ± 5)%, valor de pH (suspensão de 4%) é de 6-5,8.
2. Alantoinato de alumínio, cloridróxido de alumínio, prorylene glicol
A fórmula molecular do di-hidroxialantoinato de alumínio é [Al2(OH)4ClC4H5N4O3]C3H8O2. É um pó branco, em estado molecular ou forma modificada, e é usado como desodorante, agente umectante e adstringente para a pele.
3. Alantoinato de alumínio e cloreto de sódio
A fórmula do alantoinato de alumínio clorídrico é Al2(OH)4ClC4H5N4O3. O alantoinato de alumínio clorídrico é um pó branco puro, solúvel em água, ligeiramente solúvel em etanol, insolúvel em éter e imitação de cloro. O nome comercial internacional do alantoinato de alumínio clorídrico é "alcloxa": Óxido de alumínio (28,0 ± 3)%, alantoína (40,0 ± 3)%, cloro (9,5 ± 1,5)%, nitrogênio (14,2 ± 1,5)%.
Ao mesmo tempo, a composição da alantoína de cloroalumínio modificada é a seguinte: Óxido de alumínio (45,61 ± 2,0)%, alantoína (1,25 ± 0,3)%, cloro (15,60 ± 1,5). O valor do pH da solução 10% de alantoinato de alumínio clorídrico é de aproximadamente 4,3.
De acordo com os relatórios da literatura, os principais métodos sintéticos da alantoína são os seguintes:
1. Reação do ácido úrico com permanganato de potássio
O ácido úrico e o permanganato de potássio são oxidados em meio alcalino, e os produtos são descarboxilados com ácido acético. Os oxidantes também podem ser dióxido de chumbo, ferricianeto de potássio, oxigênio, ozônio, dióxido de manganês, peróxido de hidrogênio etc. O processo de reação é o seguinte:
Primeiro, a reação de oxidação. O ácido úrico e o permanganato de potássio reagem.
Em seguida, a reação de abertura do anel de descarboxilação obtém o produto final.
Essa é a rota de processo mais antiga, que se limita à produção de pequenos lotes devido à escassez de matérias-primas, ao alto preço, ao grande volume de equipamentos e ao alto custo.
2. Oxidação eletrolítica do urato de lítio
A alantoína foi sintetizada pela condensação de ácido glioxílico e ureia sob eletricidade.
Embora o rendimento desse método seja um pouco maior do que o do método de oxidação do ácido úrico, ele também apresenta os problemas acima e tem menos aplicação industrial.
3. Oxidação eletrolítica do ácido oxálico
Esse é um novo processo desenvolvido nos últimos anos, e essa linha de produção foi estabelecida na China. As matérias-primas são fáceis de obter, mas o consumo de energia é grande. De acordo com a literatura, o processo não está maduro e precisa ser aprimorado.
4. Oxidação do glioxal
Como o ácido glioxílico pode ser preparado pela oxidação parcial do glioxal e as condições do processo são brandas, essa rota sintética é frequentemente usada no setor. No entanto, esse método usa ácido nítrico para oxidar, o que causa séria poluição ambiental.
Primeiro, a oxidação parcial do glioxal para obter o ácido glioxílico.
Ele tem duas reações colaterais que são apresentadas a seguir, portanto, o rendimento dessa maneira de obter o ácido glioxílico é de aproximadamente 83%.
Em seguida, síntese de alantoína por condensação de ácido glioxílico e ureia sob aquecimento e condição ácida.
A conversão do ácido glioxílico por essa via é de 52% ～ 58%. De acordo com todas as reações, contadas pelo glioxal, o rendimento da alantoína é 38% - 40% do valor teórico.
5. Reação da ureia com ácido dicloroacético
Ele é preparado pelo aquecimento de 2 mol de ureia e 1 mol de ácido dicloroacético. O processo de reação é o seguinte:
Na década de 1930, uma patente americana relatou que a alantoína poderia ser produzida em etileno glicol a 120 ℃ por 4 horas, mas o rendimento era baixo. O rendimento total do ácido alantoína-p-dicloroacético pode chegar a 30,3%. Alguns pesquisadores da China estudaram o processo e obtiveram um rendimento total de alantoína superior a 40%. A rotina completa é a seguinte.
Atualmente, outras formas de desenvolvimento e pesquisa de tecnologia também são muito ativas, tentando obter sucesso a um custo menor, como o método do acetileno, dióxido de carbono, monóxido de carbono e outros métodos de recuperação de gás residual de alto teor. No entanto, até o momento, nenhum relatório foi colocado em produção. Como um importante produto industrial, a alantoína precisa de mais pesquisas sintéticas para ser apoiada.
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