顏瑞，周迎梅，王田田，麻玉貞，原如昭，紀(jì)永剛

（中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院 化學(xué)工程學(xué)院，山東東營(yíng) 257061）

胍是含氮的有機(jī)化合物，也稱為氨基甲酸脒。胍基化合物的結(jié)構(gòu)為R1R2NC（-NR3）NR4R5（其中R1、R2、R3、R4、R5代表H、烷基、芳基）。胍基溶于水后帶正電荷，易吸附并滲透到微生物體內(nèi)，使物質(zhì)和能量代謝受到破壞，對(duì)微生物有殺死或抑制作用；胍類基團(tuán)易形成氫鍵，穩(wěn)定性好且具有強(qiáng)的生理活性，可用作抗高血壓等藥物；胍基能產(chǎn)生負(fù)離子，可作為酯化和轉(zhuǎn)酯基等反應(yīng)的催化劑；胍基化合物在表面活性劑、增塑劑等方面也有較好的應(yīng)用。因此，改進(jìn)胍基化合物的合成方法一直是重要的研究課題。

1 胍基化合物的分類

游離的胍因?yàn)橐孜湛諝庵械亩趸忌商妓犭饮}，胍基化合物的存在形式包括鹽酸胍、硫酸胍、磷酸胍、乙酸胍、氨基磺酸胍、硬脂酸胍、十二烷基乙酸胍等。

1.1 鹽酸胍

宋永波等[1]研究了十二烷基伯胺和氰胺一步合成十二烷基胍鹽酸鹽，合成得到的產(chǎn)物具有較強(qiáng)的抑菌活性，濃度為25 mg/L時(shí)對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸埃希氏菌的抑菌率達(dá)100%。

采用鹽酸胍與己二胺熔融縮聚合成得到了聚六亞甲基胍鹽酸鹽[2]，經(jīng)過試驗(yàn)25%的聚六亞甲基胍鹽酸鹽屬于低毒級(jí)。

以鹽酸胍和乙醇鈉為原料，進(jìn)行改性合成了羥丙基雙子季銨鹽改性胍[3]，該產(chǎn)物的殺菌率在4 h可達(dá)到99.21%。

1.2 碳酸胍

碳酸胍作為有機(jī)精細(xì)化工產(chǎn)品，可用于阻燃劑、絮凝劑、發(fā)泡劑、磺胺類藥物的合成，也用作合成洗滌劑的增效劑、高檔化妝品的原料。

以1-(2-羥基-5-甲氧基)乙-1-酮為反應(yīng)原料，反應(yīng)得到中間體2-(5-碘-2-異丙基-4-甲氧基苯氧)乙腈，中間體與Bredereck試劑、鹽酸苯胺和碳酸胍反應(yīng)可合成鎮(zhèn)痛藥AF-353[4]。

采用雙氰胺和氯化銨熔融生成鹽酸胍后，在堿的作用下生成游離胍，和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸胍。高溫熔融時(shí)易生成三聚氰胺等雜質(zhì)，而且體系中存在的Cl、Na難以徹底除凈，即使是純度＞99%的碳酸胍，灰分仍達(dá)0.2%。硝銨與雙氰胺反應(yīng)生成硝酸胍，在甲醇溶液中，硝酸胍與氫氧化鈉作用生成胍液，通入CO2后得碳酸胍。

在實(shí)驗(yàn)中用離子交換柱預(yù)先除去了氰胺溶液中的雜質(zhì)（Ca2+、Mg2+、Na+），然后與二氧化碳和氮在140 ℃反應(yīng)合成得到碳酸胍，經(jīng)提純得到了高純度碳酸胍。

1.3 硫酸胍

在乙醇和DMF的堿性條件下，2-氨基-4-硝基甲苯和氧甲基異脲硫酸鹽反應(yīng)，經(jīng)調(diào)酸抽濾得（2-甲基-5-硝基苯基）胍硫酸鹽[5]。該方法易操作，原料來源廣，副產(chǎn)物較少，產(chǎn)品純度高。

以1,4-二溴丁烷與鄰苯二甲酰亞胺鉀為原料，經(jīng)取代、胺解和胍基化反應(yīng)合成了硫酸胍基丁胺[6]，該方法中產(chǎn)品收率較低（33.9%），但產(chǎn)品純度較高，可達(dá)99.5%。

在五水硫酸銅存在的條件下，雙氰胺與乙胺、正丙胺、正丁胺、正戊胺、正己胺反應(yīng)可以合成相應(yīng)的烷基雙胍鹽。盧安軍等[7]用雙氰胺與正丁胺在硫酸銅作用下合成了正丁基雙胍硫酸鹽。

1.4 磷酸胍

磷酸胍可用作木材、纖維、紙張等的阻燃劑，而且有防腐蝕性的特點(diǎn)，也可做防銹劑。帶有酸源和碳源的磷酸胍阻燃劑在紙板上的阻燃應(yīng)用明顯。

松木上載藥率為5.55%磷酸胍時(shí)，松木的質(zhì)量損失和有焰燃燒時(shí)間分別降至37.52%和148 s。熱重分析表明，磷酸胍能夠降低松木在熱解階段的峰值分解溫度、質(zhì)量損失速率、質(zhì)量損失和表觀活化能，縮短熱解分解溫度區(qū)間，促進(jìn)殘?zhí)苛康奶岣摺?/p>

用碳酸胍和磷酸在水溶液中反應(yīng)，控制溶液的pH值，可分別獲得磷酸一胍和磷酸二胍。

1.5 氨基磺酸胍

氨基磺酸胍分子中含有N和S，具備阻燃性，可用于棉、紙張、木材中的阻燃。以氨基磺酸胍為阻燃劑可制備無鹵阻燃尼龍6復(fù)合材料。在復(fù)合材料燃燒時(shí)，氨基磺酸胍在氣相中釋放不可燃性氣體，在固相中促進(jìn)殘?zhí)康纳?，?fù)合材料的垂直燃燒達(dá)到V-0等級(jí)，在氣相和固相中起到阻燃作用。

1.6 氨基胍

氨基胍是重要的醫(yī)藥及有機(jī)合成中間體、氨基化劑、末端羰基化產(chǎn)物（AGEs）的抑制劑，有報(bào)道稱對(duì)糖尿病有治療作用。

6-羥基-3,4-二氫-2-喹啉酮與氯芐進(jìn)行親核取代反應(yīng)可得到中間體6-取代芐氧基-3,4-二氫-2-喹啉酮，該中間體經(jīng)Vilsmeier Haack反應(yīng)得到2-氯-6-芐氧基-喹啉-3-醛類化合物，最后與氨基胍碳酸鹽反應(yīng)得到2-氯喹啉-3-甲醛縮氨基胍衍生物，驗(yàn)證該產(chǎn)物具有較好的抗炎活性。

1.7 硬脂酸胍

乙醇鈉與鹽酸胍反應(yīng)，與水作用后再與硬脂酸中和得到硬脂酸胍。硬脂酸胍中存在易水化的胍陽離子，其水溶液呈堿性，硬脂酸根離子可被吸附在粒子表面上，它可以代替鉀鹽或鈉鹽作為懸浮劑用于陶瓷制備中，經(jīng)燒結(jié)后的陶瓷制品便沒有鉀或鈉的殘余物，所得陶瓷制品具有強(qiáng)耐高溫性能、耐腐蝕性。

2 胍基化合物的合成方法

根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，胍基化合物主要由氰胺、硫脲、O-甲基異脲等胍基化試劑作用合成。

2.1 由氰胺合成胍類化合物

單氰胺與相應(yīng)的脂肪胺在一定的條件下反應(yīng)后加入酸中和，可得到相應(yīng)的烷基胍鹽。十八胺與醋酸等物質(zhì)的量混合，在110～125 ℃下滴加60%的單氰胺溶液，加完后繼續(xù)反應(yīng)20 min，粗產(chǎn)品經(jīng)提純和干燥后純度可達(dá)到98%以上。反應(yīng)式如下：

大孔聚苯乙烯芐胺樹脂和單氰胺通過一步原位反應(yīng)得到含有胍基官能團(tuán)的強(qiáng)堿陰離子交換樹脂，體系中pH值為2，大孔樹脂氨基交換量與單氰胺的摩爾比為1∶3時(shí)，110 ℃反應(yīng)5 h，樹脂的強(qiáng)堿交換量達(dá)3.54 mol/g。胍基強(qiáng)堿樹脂催化Knoevenagel縮合反應(yīng)的催化活性較好，并且胍基強(qiáng)堿樹脂可保持較高的活性循環(huán)使用。

謝斌[8]研究了嘧啶胍的制備方法。以嘧啶為起始原料，酸化后和單氰胺反應(yīng)可得到5種嘧啶胍。

由單氰胺制備胍基化合物的方法工藝流程較為簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)條件也不復(fù)雜，是制備烷基胍的一種較好的方法。

雙氰胺是制備雙胍化合物的主要原料。在五水硫酸銅存在的條件下，雙氰胺與乙胺、正丙胺、正丁胺、正戊胺、正己胺反應(yīng)可以合成相應(yīng)的烷基雙胍鹽。用雙氧胺與正丁胺在硫酸銅作用下合成了正丁基雙胍硫酸鹽。該方法具有反應(yīng)溫度低，反應(yīng)時(shí)間短的特點(diǎn)。反應(yīng)式如下：

蔡雁勝等[9]研究了在鹽酸存在下，以鄰氨基苯甲酸和雙氰胺為原料，通過“一鍋法”直接制備鄰雙胍基苯甲酸鹽酸鹽，探討了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、鹽酸與雙氰胺的物料比及雙氰胺與鄰氨基苯甲酸的物料比等對(duì)產(chǎn)物收率的影響，該方法中產(chǎn)品收率約為86.7%，產(chǎn)品純度達(dá)到96%以上。

2.2 由硫脲類合成胍類化合物

S-烷基異硫脲同胺的反應(yīng)是制備烷基胍常用的方法。為了避免生成污染環(huán)境的烷基硫醇，潘志信等[10]用三氧化硫脲與十二胺反應(yīng)合成了重十二胍亞硫酸鹽。用O-甲基異脲硫酸鹽來代替S-烷基異硫脲進(jìn)行反應(yīng)，也可以避免有毒的烷基硫醇的生成。

胍基化合物也可以通過醇或者鹵代烷與胍基化試劑反應(yīng)制得，用S-甲基-N,N-二芐氧?；惲螂搴蚐-甲基-N,N-二叔丁氧?；惲螂逶诩状嫉陌比芤褐蟹磻?yīng)生成雙保護(hù)的胍類化合物。

張宇[11]采用異脲鹽法合成了N-取代胍和N-取代-4-(3-吡啶基)嘧啶-2-胺類化合物。以O(shè)-甲基異脲硫酸鹽為起始原料，與脂肪胺類或芳香胺類化合物反應(yīng)合成脂肪胍或芳香胍類化合物（1），再以3-乙酰吡啶和N,N-二甲基甲酰胺二甲基縮醛為原料反應(yīng)合成3-(二甲基氨基)-1-(3-吡啶基)-2-丙烯-1-酮（2），將化合物（1）和（2）在堿性條件下反應(yīng)，最終得到目標(biāo)產(chǎn)物N-取代-4-(3-吡啶基)嘧啶-2-胺（3）。該方法路線簡(jiǎn)捷環(huán)保、原料廉價(jià)易得、反應(yīng)條件較溫和。