Изосорбид
| |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное имя IUPAC
(3 r , 3a r , 6 s , 6a r ) -Hexahydrofuro [3,2- b ] фуран-3,6-диол | |
| Другие имена
D- изосорбид; 1,4: 3,6-dianhydro -- sorbitol; 1,4-Dianhydrosorbitol
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| Чеби | |
| Химический | |
| Chemspider | |
| Наркоман | |
| Echa Infocard | 100.010.449 |
| Кегг | |
PubChem CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Comptox Dashboard ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| C 6 H 10 O 4 | |
| Молярная масса | 146.142 g·mol −1 |
| Появление | Высоко гигроскопические белые хлопья |
| Плотность | 1,30 и 25 ° C |
| Точка плавления | 62,5 до 63 ° C (от 144,5 до 145,4 ° F; 335,6 до 336,1 К) |
| Точка кипения | 160 ° C (320 ° F; 433 K) при 10 мм рт. |
| в воде (> 850 г/л), спирты и кетоны | |
| Фармакология | |
| Никто | |
За исключением случаев, когда отмечены, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
| |
| Клинические данные | |
|---|---|
| Торговые названия | Ismotic, изобид, другие |
| Данные лицензии | |
| Идентификаторы | |
| Comptox Dashboard ( EPA ) | |
| Echa Infocard | 100.010.449 |
Изосорбид представляет собой бициклическое химическое соединение из группы диолов и кислородсодержащих гетероциклов , содержащих два слитых кольца фурана . Начальным материалом для изосорбида является D-сорбитол , который получается путем каталитического гидрирования D-глюкозы , что, в свою очередь, гидролизом крахмала производится . Изосорбид обсуждается как химическое вещество на основе растений, из которого могут быть получены биоразлагаемые производные различных функциональности .
В 2021 году это было 111 -м наиболее часто назначаемым лекарством в Соединенных Штатах с более чем 5 миллионами рецептов. [ 1 ] [ 2 ]
Использование
[ редактировать ]Изосорбидный
[ редактировать ]Из-за своего выраженного гигроскопичности изосорбид используется в качестве увлажнения и в медицине в качестве осмотической диуретики (для лечения гидроцефалии ) с углами и острой глаукомы . [ 3 ] Две вторичные гидрокси группы делают изосорбид универсальной платформой, доступной из возобновляемых ресурсов. В качестве диола изосорбид может быть моно- или бидериватизирован с использованием стандартных методов органической химии , таких как нитрация , этерификация , этерификация , тозилирование и т. Д., И превращается в соединения с интересными свойствами или в мономерные единицы для новых полимеров. [ 4 ]
Изосорбидные нитраты
[ редактировать ]При нитрации изосорбида с концентрированной азотной кислотой 2,5- изосорбид динитрат можно получить (ISDN). Подходит 2,5-изосорбид динитрат (точно так же, как его основной метаболит 5- изосорбид мононитрат , ISMN [ 5 ] ) для лечения стенокардии из -за его вазодилататорного эффекта . [ 6 ]
Изосорбидные сложные эфиры
[ редактировать ]Этерификация изосорбида с жирными кислотами дает доступ к изосорбидным моноэфирам, которые полезны в качестве моющих средств в домашних чистях, моющих средств для мытья посуды и косметических препаратов из -за их свойств в качестве поверхностно -активного вещества. [ 7 ] Также легко доступны изосорбид [ 8 ] используются в качестве диспергаторов для пигментов, консервантов, полимерных стабилизаторов, в качестве эмульгаторов для косметики и в качестве пластификаторов для виниловых полимеров (в частности поливинилхлорид , ПВХ). Изосорбидный диоктаноат [ 9 ] является диэфиром изосорбидной и октановой кислоты (например, полученной из пальмового масла ) и, следовательно, изготовленным полностью из био-строительных блоков, и в течение некоторого времени использовался в качестве полисорба ID 37 Roquette Frères в качестве особенно нетоксичного продукта. [ 10 ]
Изосорбидные эфиры
[ редактировать ]Изорбидные эфиры (и, в частности, самые простые представители, 2,5-диметилизорбид, сокращенные DMI), все чаще используются в качестве возобновляемого растворителя для косметических и фармацевтических препаратов, [ 11 ] в качестве электролита для аккумуляторов литий-ионов [ 12 ] [18] и в качестве добавки топлива для дизеля . [ 13 ]
Изосорбид фосфаты
[ редактировать ]Производные фосфорной кислоты изосорбида исследуются в качестве экологически чистой альтернативы галогенсодержащим пламени . До настоящего времени 1,2,5,6,9,10-гексабромоциклододекан (HBCD) широко используется в качестве огнестойкового забегания в экструдированной полистиролевой пене (XPS) в строительном и изоляционном секторе, но это было как SVHC ( вещество очень Высокая обеспокоенность ) Запрещено производству и применению в мае 2013 года. Изосорбидные соединения на основе фосфора, такие как изосорбид бис (дифенилфосфат) [ISTP], рассматриваются как замена.
ISTP легко доступен путем переэтерификации изосорбида с трифенилфосфатом в присутствии карбоната калия при 150 ° C. Изосорбид-бис-дифенилфосфат, полученный с выходом 88% в качестве желтоватого масла, содержит около 20% димеров. [ 14 ] Высокая температура разложения ISTP позволяет использовать в XPS , хотя высокий эффект размягчения является недостатком. Забастовка пламени особенно выражена в присутствии серы-содержащих синергисты, таких как бис (дифенилфосфинотионил) дисульфид (BDP). Это позволяет достичь минимальной потребности в пожарной защите (класс B2) только с 3% ISTP. [ 15 ]
Полимеры из изосорбида
[ редактировать ]Isosorbide рассматривался как потенциальное химическое вещество для производства разнообразных полимеров и смол. [ 4 ] Группы гидрокси могут быть преобразованы в первичные аминогруппы [ 4 ] через тозилаты и азиды или путем добавления акрилонитрила с последующим гидрированием в соответствующие аминопропильные производные. [ 16 ] Последние имеют потенциал для приготовления полиуретанов, в качестве диаминов для приготовления полиамидов и в качестве отверстия для эпоксидных смол.
Когда моноэтиленгликоль в качестве диола заменяется изосорбидом в полиэфирном полиэтилентерефталате (ПЭТ), получается полизосорбид терефталат (яма), который характеризуется экстремальной тепловой стабильностью (до 360 ° С при азоте). Тем не менее, по своей природе более низкая реакционная способность вторичных гидроксильных групп в изосорбиде вызывает в сравнении с более низкой молекулярной массой и высоким остаточным содержанием терефталевой кислоты , что приводит к недостаточной химической стабильности полученных полимеров. Таким образом, сегодняшние полиэфиры с изосорбидом и моноэтиленгликолем рассматриваются как компоненты диола, которые показывают улучшенные свойства, такие как меньшее обесцвечивание. [ 17 ] [ 18 ]
Изосорбид также представляет интерес в качестве предшественника поликарбонатов . [ 19 ] В принципе он может заменить бисфенол А , который был идентифицирован как ксеноэстроген . Ограничения поликарбонатов на основе изосорбида являются их неудовлетворительная температурная устойчивость и ограниченная удара, которую можно улучшить, хотя добавление комономеров к изосорбиду или смесями полимерных. [ 20 ]
Изосорбид, диол, является предшественником в полиуретанах. [ 21 ] или в качестве строительного блока для полиола [ 22 ] [29] Он может быть преобразован в компонент дизоцианата [ 23 ] а также размер цепи. [ 24 ]
Реагируя изосорбид с эпихлоргидрином , изосорбидом бис-глицидиловым эфиром [ 25 ] (Бис-эпоксид) образуется, который может быть использован в качестве замены для аналогового бисфенола бис-эпоксид. Изосорбид бис-глицидиловый эфир может быть сшит в терморетитирующие эпоксидные смолы с подходящими отверждением, такими как полиамины или ангидриды циклической кислоты . Эти смолы используются в качестве клея, красок или покрытий для пищевых банок. [ 26 ] Кроме того, описываются полиоксазолидоны, которые могут быть получены путем реакции изосорбида диглицидилэфиров с дизоцианатами. [ 27 ] Полиоксазолидоны могут найти в качестве жестких, высокоразвитых и устойчивых к растворителям терморевно-пластиков в электрической и электронике.
Производство
[ редактировать ]Гидрирование глюкозы дает сорбитол . Изосорбид получает кислотно-катализируемым дегидратацией D- сорбитала , который дает моноциклический фураноидный сорбитан , [ 4 ] что, в свою очередь, образуется путем дальнейшей обезвоживания изосорбида бициклического производного фурофурана. [ 28 ]
Реакция дает от 70 до 80% изосорбид в дополнение к от 30 до 20% нежелательных побочных продуктов, которые должны быть устранены дорогостоящими путем дистилляции, перекристаллизации от спиртов, перекристаллизации из расплава, [ 29 ] комбинацией этих методов или отложения от фазы пара. [ 30 ] Продукт высокой чистоты (> 99,8% [ 30 ] ) имеет важное значение для использования мономера, когда должны быть получены неотушенные, высокие молекулярные полимеры.
Характеристики
[ редактировать ]Изосорбид представляет собой белое, кристаллическое, очень гидрофильное твердое вещество. Две вторичные гидрокси группы в V-образной бициклической системе обладают различными ориентациями, приводящими к различной химической реактивности. Это позволяет селективную монодериватизацию изосорбида. Группа гидрокси в 5-позиции на эндо ориентирована и образует водородную связь с атомом кислорода в соседнем кольце фурана. Это делает гидрокси группу в 5-позиции более нуклеофильной и более реактивной, чем exo -ориентированная группа гидрокси в 2-позиции; Тем не менее, он более защищен от атаки стерически требовательных реагентов. [ 31 ]
Безопасность
[ редактировать ]С стоимостью 50 LD 25,8 г · кг −1 (крыса, устная [ 32 ] ), изосорбид аналогично нетоксичен, как D-глюкоза (также с LD 50 из 25,8 г · кг −1 , крыса, устная [ 33 ] ) и классифицируется FDA Управления по контролю за продуктами и лекарствами как GRAS (« обычно признается безопасным »). [ 34 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Лучшие 300 от 2021 года» . Clincalc . Архивировано из оригинала 15 января 2024 года . Получено 14 января 2024 года .
- ^ «Изосорбид - статистика употребления наркотиков» . Clincalc . Получено 14 января 2024 года .
- ^ CID 12597 из Pubchem
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый Palkovits R , Rose M (2012). «Isosorbide как возобновляемая платформа для универсальных применений - Quo Vadis?». Chemsuschem . 5 (1): 167–176. Bibcode : 2012chsch ... 5..167r . doi : 10.1002/cssc.201100580 . PMID 22213713 .
- ^ Тори Д.Б., изд. (2006). Ремингтон: наука и практика фармации (21 -е изд.). Филадельфия: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 1359. ISBN 978-0-7817-4673-1 .
- ^ Клаус Дж., Шмидт Х, ред. (2007). Фармакология и токсикология для исследований и практики (6 -е изд.). Штутгарт: Schattauer Verlag. ISBN 978-3-7945-2295-8 .
- ^ WIP Заявка на патент
- ^ Deutkschsche Описание DE 10 2007 028 702A1, Процедура производства диангидрогекситол диеров, архивных 4 марта 2016 года на Wayback Machine , Invent1: M. Graß, M. Woelk-Faehrmann, Resass1: Evonik Oxeno Gmbh, раскрыт 24 декабря 2008 г.
- ^ US 2012220507 , M. Grass, HG Becker, «Производные дикарбоксилата 2,5-фурана и их использование в качестве пластификаторов», выпущен 2012-08-30, назначенный Evonik Oxeno Gmbh
- ^ «Пластилизаторы без фталатов в ПВХ» (PDF) . Здоровая строительная сеть .
- ^ «О диметилзорбиде» . Грантовые отрасли . Архивировано из оригинала 7 сентября 2012 года.
- ^ US-Patentanmeldung US 2010/0183913 Литий-клетка с дисульфидным катодом железа и улучшенным электролитом , Invent1: M. Sliger et al., Ressage1: The Procter & Gamble Co., Veröffentlicht Am 22. Juli 2010
- ^ Заявка на патент США США 2010/0064574A1 Дизельные топливные композиции, содержащие дианхидрогекситолы и связанные с ними продукты , Invent1: Rm de Almeida, CR Klotz Rabello, Resass1: Petróleo Brasileiro Sa-Petrobras, опубликованные 18 марта 2010 года.
- ^ Европейское патентное заявление EP 2.574,615: Процедура производства сахара (THIO) фосфата , Invent1: Ch.
- ^ J. Wagner: безгалогеновые смеси с огнезащитными для полистирольных пен (PDF; 15,5 МБ), Инаугурационная диссертация, Университет Гейдельберга, июнь 2012 года.
- ^ US-PatentanMeldung US 2010/0130759A1 Новые функциональные соединения с изосорбидом или изомербидным изомерным ядром, производственные процессы и использование этих соединений , Invent1: J.-P. Gillet, назначение1: Arkema Inc., Veröffentlicht Am 27. Mai 2010
- ^ US-Patentanmeldung US 2006/0173154A1 Процесс для изготовления полимера с низким цветом поли (этилен-ко-изосорбида) полимера , изобретения1: L. Charbonneau, assign1: EI du Pont de Nemours и Company, Veröffentlicht Am 3. Август 2006
- ^ Bersot JC, Jacquel N, Saint-Loup R, Fuertes P, Rousseau A, Pascault JP, Spitz R, Fenouillot F, Monteil V (2011). «Повышение эффективности поли (этилентерефталат-ко-изосорбида терефталата) синтеза с использованием биметаллических каталитических систем». Макромолекулярная химия и физика . 212 (19): 2114–2120. doi : 10.1002/macp.201100146 .
- ^ Хани М.А., Чатти С., Кричельдорф Х.Р., Заррук Х. (2007). «Поликонденсация изосорбида и различных диолов с помощью характеристики дифхосгена путем комбинации MALDI и ЯМР» (PDF) . Недавний рез. Депутат. Органический хим . 11 : 1–11. ISBN 978-81-7895-294-9 Полем Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 года . Получено 15 марта 2018 года .
- ^ US-PatentanMeldung US 2011/0160422A1 поликарбонаты на основе изосорбида, метод изготовления и сформированные статьи , Invent1: JH Kamps et al., Ressage1: Sabic Innovative Plastics IP BV, Veröffentlicht Am 30. Juni 2011
- ^ PCT-Patent WO 2012/1638845 СОЗДАТЕЛЬНЫЙ КОМПОНТЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ПРОЦЕСС для его производства , Invent1: S. Lindner et al., Ressage1: Bayer IP Gmbh, Veröffentlicht Am 6. Dezember 2012
- ^ Feng X, East AJ, Hammond W, Jaffe M (2010). «Химические вещества на основе сахара для экологически устойчивых применений». Современная наука о полимерных материалах: симпозиум в честь профессора Фрэнка Э. Караша по случаю его 75 -летия . Американское химическое общество. С. 3–27. ISBN 978-0-8412-2602-9 .
- ^ Бахманн Ф., Реймер Дж., Руппенштейн М., Тим Дж. (2001). «Синтез новых полиуретанов и полируриев с помощью реакций полиаддиции конфигугурированных дизоцианатов диангидрогексита». Макромолекулярная химия и физика (на немецком языке). 202 (17): 3410–3419. doi : 10.1002/1521-3935 (20011101) 202: 17 <3410 :: AID-MACP3410> 3.0.co; 2-Q0 (неактивная 12 сентября 2024 г.).
{{cite journal}}: CS1 Maint: doi неактивен по состоянию на сентябрь 2024 года ( ссылка ) - ^ Заявка на патент США US 2011/0015366 A1 Новые расширители цепочки для составов полиуретанового эластомера , Invent1: G. Da Costa et al., Опубликовано 20 января 2011 года.
- ^ США-патент США 7 619 056B2 Эпоксидные полимеры из возобновляемых ресурсов , Invent1: AJ East et al., Назначение1: Технологический институт Нью-Джерси, Erteilt Am 17. Ноябрь 2009 г.
- ^ Пресс -релиз Newark, 24 февраля 2010 года: патент NJIT может заменить BPA; Сделайте потребительские товары более безопасным архивированием 7 июля 2010 г. на The Wayback Machine
- ^ US-Patentanmeldung US 2010/0298520A1 Полисазолидоны, полученные из Dianhydrohexitols , Invent1: AJ East et al., Назначение1: Технологический институт Нью-Джерси, Veröffentlicht Am 25. Ноябрь 2010 г.
- ^ US 9120806 , Дэвид Джеймс Шрек, Марион МакКинли Брэдфорд, Най Этвуд Клинтон, Пол Обри, «Процесс производства Dianhydrosugar», выпущенный 2015-09-01, назначен в Совет по продвижению кукурузы в Айове.
- ^ US 6670033 , Хаббард М.А., Волс М., Виттелер Х.Б., Зей Эг, Кваковский Г., Шокли Т.Б., Чарбонно Л.Ф., Коле Н., Рит Дж. «Процесс и продукты очистки ангидросугарных спиртов», выпущенный 2003-30, назначенный на Ei du pont de nemours and Company
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный US 6867296 , Bhatia KK, «Восстановление и очистка ангидро-сахарных спиртов из парового потока», выпущено в 2005-03-15, назначенном EI du Pont De Nemours и компании
- ^ Flèche G, Huchette M (1986). «Изосорбид. Подготовка, свойства и химия». Крахмал (на немецком языке). 38 (1): 26–30. doi : 10.1002/star.19860380107 .
- ^ Техническая спецификация. «Изосорбид» . Акро Получено 6 января 2013 года .
- ^ Datenblatt. "D-Glucose" (PDF) . Карл Рот . Получено 24 августа 2010 года .
- ^ Feng X, East A, Hammond W, Ophir Z, Zhang Y, Jaffe M (сентябрь 2012 г.). «Тепловой анализ характеристики изосорбидасодержащих термореакций: изосорбидная эпоксидная смола в качестве замены BPA для терморековых отраслей». Журнал теплового анализа и калориметрии . 109 (3): 1267–1275. doi : 10.1007/s10973-012-2581-2 . S2CID 94674402 .