Interested Article - Гуанидин

Гуаниди́н — органическое соединения с химической формулой ${\ce {HNC(NH2)2}}$ . При нормальных условиях представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, расплывается на воздухе вследствие поглощения влаги.

Является сильным однокислотным основанием pK _a =12,5. С HCl , HNO ₃ образует устойчивые соли.

История

Вещество было впервые получено окислительной деградацией природных ароматических продуктов, гуанина , выделенного из перуанского гуано .

Несмотря на простоту молекулы , кристаллическая структура была впервые описана на 148 лет позже открытия, в 2013 году положения атомов водорода в молекуле были точно определены с помощью нейтронографии монокристалла .

Нахождение в природе

Находится в моче преимущественно у пациентов с почечной недостаточностью как продукт метаболизма белков .

Свойства

Легко алкилируется . Обладает фунгицидной и бактерицидной активностью.

Получение

В промышленности гуанидины получают сплавлением солей аммония с мочевиной или циангуанидином:

{\ce {NH4NO3 + 2 (NH2)2CO ->}}

{\ce {-> (NH2)2C=NH.HNO3 + CO2 + 2 NH3,}}

а также гидрированием циангуанидина на никеле Ренея :

{\ce {NH2-C(=NH)-NH-CN ->[{\ce {H2, Ni}}] NH2-C(NH)-NH2}}

.

Извлекают при помощи ионообменных смол из отходов производства мочевины.
Карбонат извлекают из отходов производства меламина .
Другие соли получают по реакции с основанием гуанидина.
Спиртовые растворы при реакции хлорида гуанидиния с соответствующими алкоголятами .

Протонирование и основность

Гуанидин благодаря резонансной делокализации электрического заряда в симметричном гуанидиниевом катионе , образующимся при протонировании гуанидина, является сильным основанием сравнимым по силе (рКа = 13,5) с гидроксидом натрия .

Высокая основность характерна и для замещенных гуанидинов: так, гуанидиновая группа аминокислоты аргинина (pKa 12,48) протонирована в физиологических условиях (при pH<10).

Гуанидинхлорид используют для денатурации белков, причём концентрация и свободная энергия раскрытия находятся в линейной зависимости. С этой же целью используется и тиоцианат гуанидиния.

Производные гуанидина

Гуанидины — группа органических соединений с общей структурой ${\ce {(R^1R^2N)(R^3R^4N)C=N-R^5}}$ . Центральная связь внутри этой структуры — иминовая; другая распознаваемая субструктура — . Примеры гуанидинов: аргинин , и сакситоксин . Другие производные могут включать гуанидин гидроксид.

Гуанидиновые соли хорошо известны благодаря их денатурирующему действию на белки. Хлорид гуанидина — наиболее известный денатурант. В его 6 М растворе практически все белки с упорядоченой структурой теряют свою упорядоченность.

Бигуаниды — гипогликемические лекарственные средства, используемые при сахарном диабете . Молекулы бигуанидов состоят из полиметиленовой цепочки и гуанидиновой группы на обеих её концах.

Применение

Соли гуанидина, применяемые в промышленности:

— динитрат — как взрывчатое вещество ,

— нитрат — в качестве монотоплива,

— фосфат — в текстильной промышленности для придания огнеупорных свойств тканям,

— карбонат — в синтезе поверхностно-активных веществ и косметике для выпрямления волос.

Продукт конденсации гуанидина с формальдегидом используется как ионообменная смола .
Он также применяется в производстве пластмасс.
В качестве перспективного альтернативного топлива .
Нитрогуанидин, нитрат гуанидиния, перхлорат гуанидиния используют в качестве ракетного топлива.
Хромат — ингибитор коррозии

Безопасность

Токсичен, вызывает при попадании на кожу и в дыхательные пути химический ожог .

Примечания

Strecker A. Liebigs Ann. Chem. 1861 , 118 , 151.
Yamada T., Liu X., Englert U., Yamane H., Dronskowski R. Chem. Eur. J. 2009 , 15 , 5651.
Sawinski PK, Meven M, Englert U, Dronskowski R (2013). . Crystal Growth & Design . 13 (4): 1730—5. doi : .
Sawynok J, Dawborn JK (1975). "Plasma concentration and urinary excretion of guanidine derivatives in normal subjects and patients with renal failure". Clinical and Experimental Pharmacology & Physiology . 2 (1): 1—15. doi : . PMID . S2CID .
(недоступная ссылка)

[1] Strecker A. Liebigs Ann. Chem. 1861 , 118 , 151.

[2] Yamada T., Liu X., Englert U., Yamane H., Dronskowski R. Chem. Eur. J. 2009 , 15 , 5651.

[3] Sawinski PK, Meven M, Englert U, Dronskowski R (2013). . Crystal Growth & Design . 13 (4): 1730—5. doi : .

[4] Sawynok J, Dawborn JK (1975). "Plasma concentration and urinary excretion of guanidine derivatives in normal subjects and patients with renal failure". Clinical and Experimental Pharmacology & Physiology . 2 (1): 1—15. doi : . PMID . S2CID .

[guan-5] (недоступная ссылка)