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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:Guanidin.svg|150px|Struktur von Guanidin]]
| Name = Guanidin
| Andere Namen = * Iminoharnstoff
* Aminomethanamidin
* Carbamidin
| Summenformel = CH5N3
| CAS = {{CASRN|113-00-8}}
| EG-Nummer = 204-021-8
| ECHA-ID = 100.003.656
| PubChem = 3520
| ChemSpider =
| DrugBank = DB00536
| Beschreibung = farblose, hygroskopische Kristalle<ref name="Römpp">{{RömppOnline|ID=RD-07-02104|Name=Guanidin|Abruf=2014-12-10}}</ref>
| Molare Masse = 59,07 g·[[mol]]−1
| Aggregat = fest
| Dichte =
| Schmelzpunkt = 50 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="Römpp"/>
| Siedepunkt =
| Dampfdruck =
| Löslichkeit = leicht löslich in [[Ethanol]], in [[Wasser]] [[Protonierung]] zu leichtlöslichem Guanidinium<ref name="Römpp"/>
| Quelle GHS-Kz = <ref name="Registrierungsdossier">{{Registrierungsdossier|ID=17100/2/1|Name=Guanidine|Abruf=2019-03-13}}</ref>
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|05|02|06|08}}
| GHS-Signalwort = Gefahr
| H = {{H-Sätze|225|301|302|311|314|331|370}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|260|280|301+330+331|303+361+353|363|304+340|305+351+338|270|301+312|330}}
| Quelle P = <ref name="Registrierungsdossier" />
| MAK =
| ToxDaten = {{ToxDaten |Typ=LD50 |Organismus=Kaninchen |Applikationsart=oral |Wert=500 mg·kg−1 |Bezeichnung= |Quelle=<ref name="ChemIDplus">{{ChemID|CAS=113-00-8|Name=Guanidine|Abruf=}}</ref> }}
| Standardbildungsenthalpie = −56,0 kJ/mol<ref name="CRC90_5_20">{{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances|Kapitel=5|Startseite=20}}</ref>
}}

'''Guanidin''' ist eine [[chemische Verbindung]] an der Grenze zwischen [[Anorganische Chemie|anorganischer]] und [[Organische Chemie|organischer Chemie]]. Guanidin kann als Stickstoffanalogon der [[Kohlensäure]] aufgefasst werden.<ref name="Franklin">{{cite journal |author=Edward C. Franklin |date=1922 |title=The Ammono Carbonic Acids |journal=Journal of the American Chemical Society |volume=44 |pages=486–509 |doi=10.1021/ja01424a007 |language=en}}</ref> Die Substanz ist eine der stärksten organischen [[Basen (Chemie)|Basen]]<ref>{{cite journal |author=S. J. Angyal, W. K. Warburton |date=1951 |title=The basic strengths of methylated guanidines |journal=Journal of the Chemical Society (Resumed) |pages=2492–2494 |doi=10.1039/jr9510002492 |language=en}}</ref> und reagiert an der Luft spontan mit Luftfeuchtigkeit und [[Kohlenstoffdioxid]] zu [[Guanidiniumcarbonat]].<ref name="Strecker" />

Guanidin wurde schon in der Mitte des 19. Jahrhunderts zum ersten Mal synthetisiert,<ref name="Strecker">A. Strecker, ''Liebigs Ann. Chem.'' '''1861''', ''118'', 151.</ref> die [[Kristallstruktur]] konnte aber erst 2009 aufgeklärt werden.<ref name = "Yamada">{{cite journal |author=T. Yamada, X. Liu, U. Englert, H. Yamane, R. Dronskowski |date=2009 |title=Solid-State Structure of Free Base Guaninide Achieved at Last |journal=Chem. Eur. J. |volume=15 |pages=5651 |doi=10.1002/chem.200900508 |language=en}}</ref>

Guanidin wurde in verschiedenen [[Theoretische Chemie|quantenchemischen Rechnungen]] untersucht, vor allem in Bezug auf das Konzept der Y-[[Aromaten|Aromatizität]].<ref name="Caminiti">{{cite journal |author=R. Caminiti, A. Pieretti, L. Bencivenni, F. Ramondo, N. Sanna |date=1996 |title=Amidine N–C(N)–N Skeleton: Its Structure in Isolated and Hydrogen-Bonded Guanidines from ab Initio Calculations |journal=The Journal of Physical Chemistry |volume=100 |pages=10928–10935 |doi=10.1021/jp960311p |language=en}}</ref> Des Weiteren stellt Guanidin eine wichtige Substruktur in vielen biologischen Molekülen wie [[Guanin]], [[Arginin]] oder [[Guanosin]] dar.<ref name="Yamada" />

== Geschichte ==
Guanidin wurde erstmals 1861 von [[Adolph Strecker]] durch [[Oxidation|oxidativen]] Abbau von Guanin synthetisiert.<ref name="Strecker" /> [[Kristallstrukturanalyse|Röntgenographische Strukturdaten]] von [[Addukt]]en des Guanidins wurden 2007 erhalten,<ref name="Goebel">{{cite journal |author=M. Goebel, [[Thomas M. Klapötke|T.M. Klapoetke]] |date=2007 |title=First structural characterization of guanidine |journal=Chem. Commun. |volume=43 |issue=30 |pages=3180–3182 |doi=10.1039/B705100J |language=en}}</ref> doch gelang die vollständige Aufklärung der Guanidin-Kristallstruktur trotz der einfachen Molekülstruktur erst 148 Jahre nach der ersten Synthese.<ref name="Yamada" /> Schließlich wurde 2013 die Position der Wasserstoffatome mittels [[Neutronenstreuung|Neutronenbeugung]] am Guanidin-Einkristall sehr genau bestimmt.<ref name = "Sawinski">{{cite journal |author=P. K. Sawinski, M. Meven, U. Englert, R. Dronskowski |date=2013 |title=Single-Crystal Neutron Diffraction Study on Guanidine, CN3H5 |journal=[[Cryst Growth Des]] |volume=13 |pages=1730–1735 |doi=10.1021/cg400054k |language=en}}</ref>

== Vorkommen ==
Viele [[Naturstoffe]] sind Guanidinderivate, darunter die proteinogene [[Aminosäure]] [[Arginin]], das [[Kreatin]] und das [[Kreatinin]]. Die Guanidinderivate Arginin und [[Argininosuccinat]] spielen eine wichtige Rolle im [[Harnstoffzyklus]] und damit bei der Entgiftung des durch Stoffwechselprozesse gebildeten [[Ammoniak]]s.

== Chemische Eigenschaften ==
Guanidin ist in Wasser eine extrem starke Base mit einem pKB-Wert von 0,30 und ist damit vergleichbar basisch wie ein [[Alkalihydroxid]].<ref name="Christen">H. R. Christen, F. Vögtle: ''Organische Chemie - Von den Grundlagen zur Forschung''. 2. Auflage, S. 425, Otto Salle Verlag, Frankfurt a. Main 1996, ISBN 3-7935-5398-1.</ref> Vor der Entdeckung von [[Protonenschwamm|Protonenschwämmen]] wurde Guanidin als die stärkste organische Base betrachtet.<ref name="Gobbi">{{cite journal |author=Alberto Gobbi, Gernot Frenking |date=1993 |title=Y-Conjugated compounds: the equilibrium geometries and electronic structures of guanidine, guanidinium cation, urea, and 1,1-diaminoethylene |journal=Journal of the American Chemical Society |volume=115 |pages=2362–2372 |doi=10.1021/ja00059a035 |language=en}}</ref> Deshalb bildet sich sofort bei Kontakt mit Feuchtigkeit, z. B. mit Luftfeuchtigkeit, das Guanidinium-Kation [C(NH2)3]+. Die [[Chemische Reaktion|Reaktivität]] ist ausreichend, um Kohlenstoffdioxid aus der Luft zu binden im Guanidiniumcarbonat.<ref name="Strecker" /> Die [[Basizität]] in der Gasphase wurde hingegen als deutlich kleiner vorhergesagt.<ref name="Wiberg">{{cite journal |author=Kenneth B. Wiberg |date=1990 |title=Resonance interactions in acyclic systems. 2. Y-Conjugated anions and cations |journal=Journal of the American Chemical Society |volume=112 |pages=4177–4182 |doi=10.1021/ja00167a011 |language=en}}</ref>

[[Datei:Guanidiniumion.svg|mini|links|125px|Struktur des Guanidinium-kations]]
Diese hohe Reaktivität von Guanidin und die sehr große Stabilität des Guanidinium-Kations wurden mit unterschiedlichen Konzepten zu erklären versucht. Ein einfacher Vorschlag war die größere [[Mesomerie]]stabilisierung des Guanidiniumions gegenüber der freien Base. Darauf baut das Konzept der Y-[[Aromaten|Aromatizität]] auf; das Guanidiniumion ist zwar nicht cyclisch, besitzt aber sechs π-Elektronen, die über das Molekül [[Delokalisierung|delokalisiert]] sind. Dies solle zu einer Stabilisierung führen. Andere Arbeiten sahen hingegen die vorherrschende Stabilisierung in den zahlreichen [[Wasserstoffbrückenbindung]]en zwischen Guanidinium und Wassermolekülen.<ref name="Caminiti" /><ref name="Gobbi" /><ref name="Wiberg" />

Guanidin kann als strukturell verwandt mit der Kohlensäure begriffen werden, wobei die [[Hydroxygruppe]]n durch [[Aminogruppe]]n und die [[Carbonylgruppe]] durch eine [[Imine|Iminogruppe]] ersetzt wurden: Der formale, sukzessive Austausch der Sauerstofffunktionen in der Kohlensäurestruktur durch entsprechende stickstoffhaltige Gruppen ergibt zunächst Carbamidsäure, dann Harnstoff und schließlich Guanidin.

<gallery>
Datei:Carbonic-acid-2D.svg|[[Kohlensäure]]
Datei:Carbaminsäure.svg|[[Carbamidsäure]]
Datei:Harnstoff.svg|[[Harnstoff]]
Datei:Guanidin.svg|Guanidin
</gallery>

== Gewinnung und Darstellung ==
[[Adolph Strecker]] synthetisierte Guanidin aus Guanidiniumsulfat, das er durch oxidativen Abbau aus Guanin gewann. Dazu versetzte er das Salz der Schwefelsäure mit [[Barytwasser]] (einer [[Bariumhydroxid]]-Lösung) und verdunstete das Lösungsmittel im Vakuum. Aufgrund der hohen [[Hygroskopie]] des Guanidins konnte er die [[freie Base]] jedoch nicht untersuchen.<ref name="Strecker" />

Eine andere Synthesevorschrift nutzte eine [[Salzmetathese|Metathese-Reaktion]], um Guanidin zu erhalten. Dafür wurde [[Kaliumhydroxid]] mit Guanidiniumperchlorat [[Stöchiometrie|stöchiometrisch]] in Ethanol umgesetzt. Das entstandene Guanidiniumhydroxid wurde über [[Phosphorpentoxid]] im Vakuum getrocknet, um Wasser abzuspalten.<ref>{{cite journal |author=W. Marckwald, F. Struwe |date=1922 |title=Über einige Guanidoniumsalze |journal=Ber. |volume=55 |pages=457–463 |doi=10.1002/cber.19220550221 |language=de}}</ref><ref>{{cite journal |author=W. Jeremy Jones |date=1959 |title=The infra-red spectrum and structure of guanidine |journal=Trans. Faraday Soc. |volume=55 |pages=524–531 |doi=10.1039/TF9595500524 |language=en}}</ref>

Um Guanidin zu kristallisieren, wurde Guanidiniumchlorid in [[Tetrahydrofuran|THF]] gelöst und mit einer [[Natriummethanolat]]lösung ebenfalls in THF unter Luftausschluss versetzt. Zu der Lösung konnte langsam [[Acetonitril]] diffundieren. Dabei bildeten sich Einkristalle des Addukts von Guanidin und 3-Amino-5,6-dimethyl-[1,2,4]triazin, letzteres durch eine Reaktion des Acetonitrils mit Guanidin in der Gegenwart des Alkoholats. So konnte Guanidin als Molekül zum ersten Mal röntgenographisch untersucht werden.<ref name = "Goebel"/>

Mit einer ähnlichen Metathese-Reaktion konnte die reine, freie Base Guanidin synthetisiert werden. Dazu wurde Guanidiniumchlorid mit [[Natriumethanolat]] in Ethanol – unter Schutzgasatmosphäre – umgesetzt, wobei [[Natriumchlorid]] ausfiel (siehe Reaktionsgleichung). Die Lösung wurde gefiltert, das Lösungsmittel konnte langsam verdampfen. Beim Abkühlen fielen Einkristalle aus.<ref name = "Yamada" />

:<math>\mathrm{C(NH_2)_3Cl + NaOC_2H_5 \longrightarrow (NH_2)_2C{=}NH + C_2H_5OH + NaCl \downarrow}</math>

Ein für die Neutronenbeugung ausreichend großer Einkristall wurde gezüchtet, indem eine Guanidin-Lösung in Ethanol etwa ein halbes Jahr auskristallisieren konnte.<ref name = "Sawinski" />

== Derivate ==
* Guanidin bildet mit [[Säuren]] Guanidinium-[[Salze]], z. B. [[Guanidiniumchlorid]], [[Guanidiniumthiocyanat]], [[Guanidiniumnitrat]] und [[Guanidiniumcarbonat]]
* Guanidin-[[Derivat (Chemie)|Derivate]] werden zur Herstellung von [[Flammschutzmittel]]n und [[Harz (Material)|Harzen]] verwendet. Cocospropylendiaminguanidiniumacetat ist Bestandteil von [[Desinfektionsmittel]].
* Vom Guanidin leitet sich eine Reihe von Sprengstoffen ab, so z. B.:
** [[Guanidiniumnitrat]]
** [[Nitroguanidin]]
** [[Aminonitroguanidin]]
** Amino-, Diamino-, Triaminoguanidin und deren Salze
** Dinitroguanidin und seine Salze
** [[Tetrazen]]
* Als Arzneimittel findet das Biguanidin [[Metformin]] bei der Therapie von [[Diabetes mellitus#Diabetes Typ 2|Typ 2 Diabetes]] Verwendung
* Eine Reihe von Derivaten des Guanidins haben einen extrem süßen Geschmack, bis zur 200.000-fachen [[Süßkraft]] der [[Saccharose]]. Sie gehören damit zu den süßesten bisher bekannten Verbindungen.<ref>H.-D. Belitz et al.: ''Lehrbuch der Lebensmittelchemie''. 5. Aufl., Springer, Berlin u. a. 2001. S. 433.</ref>

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4158491-0|LCCN=sh/85/057589}}

[[Kategorie:Guanidin| ]]

Guanidin - Versionsgeschichte

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