巴比妥酸

巴比妥酸
	IUPAC名; pyrimidine-2,4,6(1H,3H,5H)-trione
別名	嘧啶三酮、丙二醯縮脲、丙二醯脲、巴比土酸、2,4,6-嘧啶三酮
識別
CAS編號	67-52-7（無水） ; 6191-25-9（二水）
PubChem	6211
ChemSpider	5976
SMILES	O=C1NC(=O)NC(=O)C1;
InChI	1/C4H4N2O3/c7-2-1-3(8)6-4(9)5-2/h1H2,(H2,5,6,7,8,9);
InChIKey	HNYOPLTXPVRDBG-UHFFFAOYAE
Beilstein	120502
Gmelin	101571
3DMet	B01336
EINECS	200-658-0
ChEBI	16294
KEGG	C00813
性質
化學式	C4H4N2O3
莫耳質量	128.09 g·mol−1
外觀	無色晶體或白色粉末
密度	1.17 g·cm−3（236 °C）
沸點	250—251 °C（523—524 K）（分解）
溶解性（水）	142 g/L (20 °C)
pKa	4.01 (H2O)
磁化率	-78.6·10−6 cm3/mol （二水）; -53.8·10−6 cm3/mol （無水）;
危險性
	GHS危險性符號;
GHS提示詞	警告
H-術語	H315, H319, H335
P-術語	P261, P264, P271, P280, P302+352, P304+340, P305+351+338, P312, P321, P332+313, P337+313, P362, P403+233, P405
NFPA 704	1 2 0
	若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

巴比妥酸是一種有機化合物，化學式為C₄H₄N₂O₃，它由德國化學家阿道夫·馮·拜爾在1864年研究尿酸時發現。巴比妥酸的德語名稱「Barbitursäure」衍生自拜爾的愛人芭芭拉（Babara）。^[4]

合成

巴比妥酸最初由阿道夫·馮·拜爾通過二溴巴比妥酸和氰化氫反應得到^[5]，後來他發表了二溴巴比妥酸經鈉汞齊和碘化氫的還原法。^[6]現在常用的方法是通過丙二酸二乙酯與尿素在乙醇鈉催化下的縮合反應來製備：^[7]^[8]

性質及反應

巴比妥酸的α碳由於碳負離子的芳環穩定作用而具有一定程度的酸性（pKa = 4.01）：

巴比妥酸具有烯醇-酮互變異構，在氣相或溶液中，酮是更穩定的。^[9]^[10]

它和4-硝基苯胺、亞硝酸在聚四氟乙烯顆粒存在下反應，可以得到5-(4-硝基苯基偶氮基)巴比妥酸。^[11]它和醛，如4-羥基苯甲醛可以發生Knoevenagel縮合反應，生成4-羥基亞苯甲基巴比妥酸。^[12]

二氧化氮可以將其硝化，生成5-硝基巴比妥酸。^[13]混酸對其硝化生成5,5-二硝基巴比妥酸，它可以進一步水解為二硝基甲烷。^[14]

參見

參考文獻

^ Többens, Daniel M.; Glinneman, Jürgen; Chierotti, Michele R.; van de Streek, Jacco; Sheptyakov, Denis. On the high-temperature phase of barbituric acid. CrystEngComm. 2012, 14 (9): 3046 [2022-08-02]. doi:10.1039/c2ce06636j. eISSN 1466-8033. （原始內容存檔於2022-06-17）.
^ Backer, H. J.; Lolkema, J. Methanetetracarboxylic esters. Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas et de la Belgique. 1939, 58: 23–33. ISSN 0370-7539. CODEN RTCPB4.
^ Haynes, William M. (編). CRC Handbook of Chemistry and Physics 97th. CRC Press. 2016: 5–89. ISBN 978-1498754286.
^ Kauffman, George B. Adolf von Baeyer and the naming of barbituric acid. Journal of Chemical Education. March 1980, 57 (3): 222. ISSN 0021-9584. doi:10.1021/ed057p222. eISSN 1938-1328.
^ Baeyer, Adolf (1863) "Untersuchungen über die Harnsäuregruppe （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）" (Investigations of the uric acid group), Annalen der Chemie, 127: 1–27' 199–236' esp. 231–235.
^ Baeyer, Adolf (1864) "Untersuchungen über die Harnsäuregruppe" （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） (Investigations of the uric acid group), Annalen der Chemie, 130: 129–175; p. 136.
^ Michael, Arthur (1887) "Ueber neue Reactionen mit Natriumacetessig- und Natriummalonsäureäthern" （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） (On new reactions with sodium acetoacetic- and sodium malonic acid esters), Journal für Praktische Chemie, 2nd series, 35: 449-459; p. 456.
^ J. B. Dickey & A. R. Gray (1943). "Barbituric acid". Org. Synth.; Coll. Vol. 2: 60.
^ Delchev, V. B. DFT ab initio study of the keto-enol tautomerism of barbituric acid. Journal of Structural Chemistry. July 2004, 45 (4): 570–578 [2022-08-02]. ISSN 0022-4766. doi:10.1007/s10947-005-0031-8. eISSN 1573-8779. （原始內容存檔於2018-06-14）.
^ Eigen, Manfred; Ilgenfritz, Georg; Kruse, Walter. Eine kinetische Methode zur Untersuchung schneller prototroper Tautomerisierungsreaktionen. Chemische Berichte. May 1965, 98 (5): 1623–1638. ISSN 0009-2940. doi:10.1002/cber.19650980539.
^ Feng, Guangyuan; Zhu, Meiling; Liu, Lei; Li, Chunbao. A quantitative one-pot synthesis method for industrial azo pigments with recyclable wastewater. Green Chemistry. 2019, 21 (7): 1769–1776. ISSN 1463-9262. doi:10.1039/c8gc03982h. eISSN 1463-9270.
^ Kaupp, Gerd; Reza Naimi-Jamal, M; Schmeyers, Jens. Solvent-free Knoevenagel condensations and Michael additions in the solid state and in the melt with quantitative yield. Tetrahedron. May 2003, 59 (21): 3753–3760 [2022-08-02]. ISSN 0040-4020. doi:10.1016/S0040-4020(03)00554-4. （原始內容存檔於2022-04-23）.
^ Kaupp, Gerd; Schmeyers, Jens. Gas/Solid Reactions with Nitrogen Dioxide. The Journal of Organic Chemistry. September 1995, 60 (17): 5494–5503. ISSN 0022-3263. doi:10.1021/jo00122a031. eISSN 1520-6904.
^ Langlet, Abraham; Latypov, Nikolaj V.; Wellmar, Ulf; Goede, Patrick; Bergman, Jan. Synthesis and reactions of 5,5-dinitrobarbituric acid. Tetrahedron Letters. March 2000, 41 (12): 2011–2013 [2022-08-02]. ISSN 0040-4039. doi:10.1016/S0040-4039(00)00086-1. （原始內容存檔於2018-06-24）.

[1] Többens, Daniel M.; Glinneman, Jürgen; Chierotti, Michele R.; van de Streek, Jacco; Sheptyakov, Denis. On the high-temperature phase of barbituric acid. CrystEngComm. 2012, 14 (9): 3046 [2022-08-02]. doi:10.1039/c2ce06636j. eISSN 1466-8033. （原始內容存檔於2022-06-17）.

[2] Backer, H. J.; Lolkema, J. Methanetetracarboxylic esters. Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas et de la Belgique. 1939, 58: 23–33. ISSN 0370-7539. CODEN RTCPB4.

[CRC97-3] Haynes, William M. (編). CRC Handbook of Chemistry and Physics 97th. CRC Press. 2016: 5–89. ISBN 978-1498754286.

[4] Kauffman, George B. Adolf von Baeyer and the naming of barbituric acid. Journal of Chemical Education. March 1980, 57 (3): 222. ISSN 0021-9584. doi:10.1021/ed057p222. eISSN 1938-1328.

[5] Baeyer, Adolf (1863) "Untersuchungen über die Harnsäuregruppe （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）" (Investigations of the uric acid group), Annalen der Chemie, 127: 1–27' 199–236' esp. 231–235.

[6] Baeyer, Adolf (1864) "Untersuchungen über die Harnsäuregruppe" （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） (Investigations of the uric acid group), Annalen der Chemie, 130: 129–175; p. 136.

[7] Michael, Arthur (1887) "Ueber neue Reactionen mit Natriumacetessig- und Natriummalonsäureäthern" （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） (On new reactions with sodium acetoacetic- and sodium malonic acid esters), Journal für Praktische Chemie, 2nd series, 35: 449-459; p. 456.

[8] J. B. Dickey & A. R. Gray (1943). "Barbituric acid". Org. Synth.; Coll. Vol. 2: 60.

[9] Delchev, V. B. DFT ab initio study of the keto-enol tautomerism of barbituric acid. Journal of Structural Chemistry. July 2004, 45 (4): 570–578 [2022-08-02]. ISSN 0022-4766. doi:10.1007/s10947-005-0031-8. eISSN 1573-8779. （原始內容存檔於2018-06-14）.

[10] Eigen, Manfred; Ilgenfritz, Georg; Kruse, Walter. Eine kinetische Methode zur Untersuchung schneller prototroper Tautomerisierungsreaktionen. Chemische Berichte. May 1965, 98 (5): 1623–1638. ISSN 0009-2940. doi:10.1002/cber.19650980539.

[11] Feng, Guangyuan; Zhu, Meiling; Liu, Lei; Li, Chunbao. A quantitative one-pot synthesis method for industrial azo pigments with recyclable wastewater. Green Chemistry. 2019, 21 (7): 1769–1776. ISSN 1463-9262. doi:10.1039/c8gc03982h. eISSN 1463-9270.

[12] Kaupp, Gerd; Reza Naimi-Jamal, M; Schmeyers, Jens. Solvent-free Knoevenagel condensations and Michael additions in the solid state and in the melt with quantitative yield. Tetrahedron. May 2003, 59 (21): 3753–3760 [2022-08-02]. ISSN 0040-4020. doi:10.1016/S0040-4020(03)00554-4. （原始內容存檔於2022-04-23）.

[13] Kaupp, Gerd; Schmeyers, Jens. Gas/Solid Reactions with Nitrogen Dioxide. The Journal of Organic Chemistry. September 1995, 60 (17): 5494–5503. ISSN 0022-3263. doi:10.1021/jo00122a031. eISSN 1520-6904.

[14] Langlet, Abraham; Latypov, Nikolaj V.; Wellmar, Ulf; Goede, Patrick; Bergman, Jan. Synthesis and reactions of 5,5-dinitrobarbituric acid. Tetrahedron Letters. March 2000, 41 (12): 2011–2013 [2022-08-02]. ISSN 0040-4039. doi:10.1016/S0040-4039(00)00086-1. （原始內容存檔於2018-06-24）.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]