Гуанидин (NH₂)₂C=NH — бесцветное кристаллическое вещество, расплывается на воздухе вследствие поглощения влаги. Сильное однокислотное основание pK_a=12.5 . С HCl, HNO₃ образует устойчивые соли.

История

Находится в моче как продукт нормального метаболизма белков. Вещество было впервые синтезировано окислительной деградацией природных ароматических продуктов, гуанина, выделенного из перуанского гуано ^[1]. Несмотря на простоту строения молекулы, кристаллическая структура было впервые описана на 148 лет позже открытия.^[2].

Свойства

Легко алкилируется. Обладает фунгицидной и бактерицидной активностью.

Получение

• В промышленности гуанидины получают сплавлением солей аммония с мочевиной или циангуанидином,

NH₄NO₃ + 2(NH₂)₂CO → (NH₂)₂C=NH*HNO₃ + CO₂ + 2NH₃

• а также гидрогенолизом циангуанидина на никеле Ренея:

NH₂-C(=NH)-NH-CN → [H₂, Ni] NH₂-C(NH)-NH₂

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

Протонирование и основность

Гуанидин благодаря резонансной делокализации 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).

• резонансная структура
• канонические формы

Гуанидин хлорид используют для денатурации белков. Причём концентрация и свободная энергия раскрытия находятся в линейной зависимости. Так же используется и тиоционат гуанидиния.

Производные гуанидина

Гуанидины — группа органических соединений с общей структурой (R¹R²N)(R³R⁴N)C=N-R⁵. Центральная связь внутри этой структуры — иминовая; другая распознаваемая субструктура — аминаль. Примеры гуанидинов: аргинин, триазобициклодецен и сакситоксин. Другие производные могут включать гуанидин гидроксид. Гуанидиновые соли хорошо известны благодаря их денатурирующему действию на белки. Гуанидин хлорид наиболее известный денатурант. В его 6 М растворе практически все белки с упорядоченой структурой теряют свою упорядоченность.

Применение

• Соли гуанидина, применяют в промышленности:

— динитрат — как взрывчатое вещество,

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

— карбонат — в синтезе поверхностно-активных веществ.

• Продукт конденсации гуанидина с формальдегидом используется как ионообменная смола.
• Он также применяется в производстве пластмасс.
• В качестве перспективного альтернативного топлива ^[3]
• Нитрогуанидин, нитрат гуанидиния, перхлорат гуанидиния используют в качестве ракетного топлива.
• Хромат — ингибитор коррозии

Безопасность

Токсичен, вызывает при попадании на кожу щелочной ожог.

Примечания