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.

Vorkommen Gentisinsäure ist ein Nebenprodukt (1 %) beim Metabolismus der Acetylsalicylsäure, das von den Nieren ausgeschieden wird.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.

Darstellung Historisch wurde Gentisinsäure aus 5-Bromsalicylsäure durch Schmelzen mit Natriumhydroxid hergestellt.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.

hochkant=2|alt=|Herstellung von Gentisinsäure aus 5-Bromsalicylsäure

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.F. Tiemann, M. Müller: Ueber Abkömmlinge des Hydrochinons . In: Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 1881, 14, S. 1985–1999 gallica.bnf.fr.

Gentisinsäure wird durch Carboxylierung von Hydrochinon mittels Kolbe-Schmitt-Reaktion hergestellt.P. M. Hudnall: Hydroquinone. In Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, Weinheim 2002, .

hochkant=2|alt=|Herstellung von Gentisinsäure durch Kolbe-Schmitt-Reaktion

Die Synthese gelingt auch bei Atmosphärendruck durch Kochen von Hydrochinon mit Tetrachlorkohlenstoff und Kupferpulver. Tetrachlormethan ist redoxäquivalent zu Kohlenstoffdioxid.

Auch bei der Oxidation von Salicylsäure mit Kaliumpersulfat entsteht in Gegenwart von Eisen(II)-sulfat Gentisinsäure.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.

hochkant=2|alt=|Herstellung von Gentisinsäure durch Oxidation von Salicylsäure

Reaktionen Direkte Bromierung von Gentisinsäure liefert 3-Bromgentisinsäure.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; .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. Ein Überschuss von Brom führt zur Eliminierung der Carboxygruppe, es entsteht Bromanil (2,3,5,6-Tetrabrom-1,4-benzochinon).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. Beim Erhitzen der Bromgentisinsäure auf 160 °C in Gegenwart von Wasser entsteht Bromhydrochinon.

hochkant=2|alt=|Bromierung von Gentisinsäure, sowie Folgereaktionen

Acetylierung mit Essigsäureanhydrid liefert die Diacetylgentisinsäure, die bei 118–119 °C schmilzt. Mit Diazomethan kann der Methylester hergestellt werden. 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. Ebenso misslingt die direkte Nitrierung des Diacetylderivates. Die Synthese von 3-Nitrogentisinsäure kann jedoch über den Methylester der Diacetylgentisinsäure erfolgen.A. Klemenc: Über Nitrogentisinsäuren. In: Monatshefte für Chemie. 1912, 33, S. 1243–1254, doi:10.1007/BF01518823. Durch Reduktion mit Zinn(II)-chlorid und Salzsäure entsteht aus 3-Nitrogentisinsäure die 3-Aminogentisinsäure.F. v. Hemmelmayr: Über einige neue Derivate von Di- und Trioxybenzoesäuren. In: Monatshefte für Chemie. 1914, 35, S. 1–8, doi:10.1007/BF01519727.

hochkant=2|alt=|Indirekte Nitrierung von Gentisinsäure, sowie Folgereaktion

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.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. Sie kann als Reagens zur Detektion von Borsäure in Peptiden eingesetzt werden.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.

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.

Natriumgentisat wird als Medikament gegen rheumatisches Fieber eingesetzt.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; .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) Zink- und Mangangentisat können als Katalysatoren für die Polyesterbildung verwendet werden. 2-Aminogentisinsäure hat antibiotische Eigenschaften gegenüber grampositiven und gramnegativen Bakterien.

Weblinks 2,5-Dihydroxybenzoesäure Beilstein (Syst.Nr. 1105), Band. 10:

Einzelnachweise

Kategorie:Hydroxybenzoesäure Kategorie:Sekundärer Pflanzenstoff