Guanidinhydroklorid: Egenskaber, anvendelser og syntesemetoder

1. Chemisk Pegenskaber

Den kemiske formel er som følger: Den kemiske formel for CH5N3-HCl er C₉H₁₄N₃-HCl med en molekylvægt på 95,53 g/mol. Det har følgende udseende: Forbindelsen er et hvidt krystallinsk fast stof, der er meget opløseligt i vand. Dens smeltepunkt er 180-185 °C (356-365 °F).

2. Fysiske egenskaber

Udseende: Hvidt krystallinsk pulver

Smeltepunkt: 182-185 °C

Opløselighed: Meget opløseligt i vand og alkohol

3. Anvendelser

• Produktion af polymerer

Polyamider og polyestere er to forskellige klasser af polymerer, som har været genstand for betydelig forskning og udvikling.

ODDA er en monomer, der i vid udstrækning anvendes i syntesen af højtydende polyamider (nyloner) og polyestere. Den lange alifatiske kæde i ODDA giver de resulterende materialer fordele, herunder øget fleksibilitet, holdbarhed og modstandsdygtighed over for varme og kemikalier.

Teknisk plast er en forskelligartet kategori af polymerer, der har en række egenskaber, som er velegnede til brug i forskellige tekniske anvendelser. Det anvendes i bil-, el- og elektronikindustrien til fremstilling af komponenter, der skal være robuste og modstandsdygtige over for høje temperaturer.

Fibre: Det anvendes i tekstilindustrien til fremstilling af fibre, der er stærke, elastiske og modstandsdygtige over for slid. Bemærkelsesværdige eksempler er nylon 6,18, som er fremstillet af hexamethylendiamin og ODDA.

Film: Anvendes i emballageindustrien til produktion af holdbare og fleksible film med fremragende barriereegenskaber.

Ydelsesmæssige fordele:

Forbedret fleksibilitet og sejhed: Den lange alifatiske kæde i ODDA giver overlegne mekaniske egenskaber.

• Smøremidler og fedtstoffer

Inkorporering af ODDA som et vigtigt tilsætningsstof i formuleringen af højtydende smøremidler og fedtstoffer har vist sig at forbedre den samlede ydeevne af det resulterende produkt.

Termisk stabilitet er en egenskab, der gør det muligt for et stof at modstå høje temperaturer uden at undergå væsentlige ændringer i dets kemiske sammensætning eller fysiske tilstand. Indarbejdelsen af ODDA i smøremiddelformuleringer forbedrer disse produkters termiske stabilitet og gør dem velegnede til brug ved høje temperaturer.

Forbedring af viskositetsindekset: Det gør det lettere at opretholde en stabil viskositet over et bredt temperaturspektrum og sikrer dermed en ensartet ydeevne.

Smøreevne: Tilsætning af ODDA til smøremidler forbedrer deres smøreevne og reducerer dermed friktion og slid, hvilket igen forlænger levetiden for mekaniske komponenter.

De potentielle anvendelser af dette stof er mange og forskelligartede.

Smøremidler til biler: ODDA's egenskaber er gavnlige for motorolier, transmissionsvæsker og gearolier.

Industrielle smøremidler: Tilsætning af ODDA til hydraulikvæsker, kompressorolier og metalbearbejdningsvæsker har vist sig at forbedre ydeevnen.

I forbindelse med fedt har man set, at inkorporering af ODDA giver øget holdbarhed og effektivitet i maskiner og udstyr, især ved høje temperaturer og til flere formål. Højtemperatur- og multifunktionsfedt indeholder ODDA for at sikre holdbarhed og effektivitet i maskiner og udstyr.

• Inden for kosmetik og personlige plejeprodukter er ODDA værdsat for sine blødgørende egenskaber, som letter processerne med at fugte og blødgøre huden.

Fugtighedsprocessen: ODDA gør det lettere at holde på fugten i huden, hvilket gør det til en effektiv komponent i formuleringen af cremer, lotions og andre dermale produkter.

Blødgørende: Det anvendes i hårplejeprodukter med det formål at blødgøre og pleje håret.

Formuleringsstabilitet: Inkorporering af ODDA i kosmetiske formuleringer har vist sig at forbedre stabiliteten og holdbarheden af sådanne produkter.

Følgende produkter er tilgængelige:

Inden for hudpleje omfatter produktsortimentet fugtighedscremer, anti-aging-cremer og solcremer, hvor ODDA tilfører fugt og støtter hudbarrieren.

I forbindelse med hårpleje er det til stede i balsam, hårmasker og serum, hvor det forbedrer hårets struktur og håndterbarhed.

Personlig pleje: Indarbejdelsen af denne ingrediens i lotioner, kropscremer og badeprodukter lettes af dens blødgørende egenskaber.

• Lægemidler

ODDA's biokompatibilitet og bionedbrydelighed gør det til en attraktiv komponent i farmaceutiske anvendelser, især i systemer til levering af lægemidler.

Formuleringer med vedvarende frigivelse: ODDA anvendes i udviklingen af farmaceutiske formuleringer med vedvarende frigivelse, hvilket letter den kontrollerede og langvarige frigivelse af aktive farmaceutiske ingredienser.

Bærere af lægemidler: Det fungerer som bærestof for aktive farmaceutiske ingredienser (API'er) og forbedrer dermed deres stabilitet og biotilgængelighed.

Anvendelserne af dette materiale er som følger:

Oral levering af lægemidler: Tabletter og kapsler, der indeholder ODDA, har egenskaber med forlænget frigivelse.

Aktuelle formuleringer: Disse stoffer er velegnede til brug i cremer og salver, der giver lokal behandling og samtidig bevarer biokompatibiliteten.

Injicerbare formuleringer: Bionedbrydelige bærere anvendes til injicerbare lægemidler med vedvarende frigivelse, hvilket sikrer en langvarig terapeutisk effekt.

• Korrosionshæmmere

ODDA anvendes som korrosionsinhibitor i en lang række industrisektorer, hvor det beskytter metaloverflader mod oxidativ nedbrydning og forlænger metalkomponenters levetid.

Væsker til metalbearbejdning: Tilsætning af ODDA til skære-, slibe- og bearbejdningsvæsker beskytter både værktøj og arbejdsemner mod korrosion.

Belægninger: Indarbejdelsen af denne forbindelse i maling og belægninger tjener til at forhindre korrosion af metalkonstruktioner.

Fordelene ved performance er som følger:

Dannelsen af et beskyttende lag: Tilsætning af ODDA til metaloverflader resulterer i dannelsen af et beskyttende lag, der hæmmer oxidations- og korrosionsprocesserne.

Belægningens holdbarhed afhænger af følgende faktorer: Den forbedrer holdbarheden af metalkomponenter og -konstruktioner og reducerer dermed vedligeholdelsesomkostningerne.

De potentielle anvendelser af denne teknologi er mange og forskelligartede og spænder over mange brancher.

I bilindustrien anvendes det i formuleringen af beskyttende belægninger til køretøjskomponenter.

I byggeindustrien bruges produktet til at skabe beskyttende belægninger til køretøjskomponenter. Sådanne belægninger påføres bygninger og infrastruktur for at give beskyttelse mod korrosion.

Olie- og gasindustrien bruger dette materiale på mange forskellige måder. Produktet bruges til at beskytte rørledninger og boreudstyr mod virkningerne af ætsende miljøer.

4. Syntese

Syntesen af guanidinhydrochlorid kan opnås ved hjælp af en række forskellige metoder, som hver især anvender et særskilt sæt udgangsmaterialer og reaktionsbetingelser. Det følgende er en ikke-udtømmende liste over de mest almindeligt anvendte synteseveje:

1. En af de mest almindelige industrielle metoder involverer reaktionen af dicyandiamid (cyanoguanidin) med ammoniumchlorid. Denne syntese udføres på følgende måde:

Det følgende afsnit beskriver reaktionsopsætningen. Dicyandiamid kombineres med ammoniumchlorid i en vandig opløsning.

Det efterfølgende trin er at udsætte blandingen for varme. Blandingen opvarmes til en temperatur på ca. 180-200 °C. Den høje temperatur gør det muligt at omdanne dicyandiamid til guanidinhydrochlorid.

Isoleringen af forbindelsen udføres derefter. Når reaktionen er afsluttet, afkøles blandingen, og guanidinhydrochloridet isoleres ved krystallisering.

Det efterfølgende trin i processen er rensning. Råproduktet renses ved omkrystallisering fra vand eller ethanol for at opnå et rent guanidinhydrochlorid.

2. En anden syntetisk vej involverer reaktionen af cyanamid med ammoniumchlorid.

Følgende procedure skitserer de trin, der er involveret i opsætningen af reaktionen. Cyanamid kombineres med ammoniumchlorid i en vandig opløsning.

Det efterfølgende trin er opvarmning. Blandingen opvarmes til en temperatur på ca. 100-120 °C under tilbagesvaling.

Derefter isoleres produktet. Når reaktionen er afsluttet, afkøles opløsningen, hvilket resulterer i udfældning af guanidinhydrochlorid.

Det efterfølgende trin i processen er rensning. Bundfaldet filtreres og omkrystalliseres fra vand eller ethanol for at opnå et rent guanidinhydrochlorid.

3. Syntese fra thiourea og ammoniumklorid

Guanidinhydrochlorid kan også syntetiseres ved hjælp af thiourea og ammoniumchlorid.

Reaktionen foregår ved, at thiourea og ammoniumchlorid opløses i vand. Opløsningen opvarmes derefter til en temperatur på ca. 100-150 °C under tilbagesvaling. Herefter afkøles opløsningen, hvilket får guanidinhydrochlorid til at krystallisere. Krystallerne filtreres og renses ved omkrystallisation for at afslutte oprensningsprocessen.