İzosorbit - Isosorbide

İzosorbit
İzosorbide.svg
İsimler
Diğer isimler
D-İzosorbit; 1,4: 3,6-Dianhidro-D- sorbitol; 1,4-Dianhidrosorbitol
Tanımlayıcılar
3 boyutlu model (JSmol )
ChEMBL
ChemSpider
ECHA Bilgi Kartı100.010.449 Bunu Vikiveri'de düzenleyin
KEGG
PubChem Müşteri Kimliği
UNII
Özellikleri
C6H10Ö4
Molar kütle146.142 g · mol−1
GörünümBüyük ölçüde higroskopik beyaz pullar
Yoğunluk25 ° C'de 1.30
Erime noktası 62,5 - 63 ° C (144,5 - 145,4 ° F; 335,6 - 336,1 K)
Kaynama noktası 160 ° C (320 ° F; 433 K), 10 mmHg'de
suda (> 850 g / L), alkoller ve ketonlar
Aksi belirtilmedikçe, veriler kendi içlerindeki malzemeler için verilmiştir. standart durum (25 ° C'de [77 ° F], 100 kPa).
☒N Doğrulayın (nedir KontrolY☒N ?)
Bilgi kutusu referansları

İzosorbit bir bisiklik kimyasal bileşik grubundan dioller ve oksijen içeren heterosikller, iki sigortalı içeren furan yüzükler. İzosorbit için başlangıç ​​malzemesi D-sorbitol katalitik hidrojenasyonu ile elde edilen D-glikoz tarafından üretilen hidroliz nın-nin nişasta. İzosorbit, biyolojik olarak parçalanabilen bitki bazlı bir platform kimyasalı olarak tartışılmaktadır. türevler çeşitli işlevsellik elde edilebilir.

İzosorbide şu anda büyük bilimsel ve teknik ilgi görmektedir. monomer yapı taşı biyopolimerik için polikarbonatlar, Polyesterler, poliüretanlar ve epoksitler.

Üretim

Hidrojenasyon glikoz verir sorbitol. İzosorbit, asitle katalize edilerek elde edilir dehidrasyon D-sorbitol monosiklik furanoid veren sorbitan,[1] bu da daha fazla dehidrasyonla bisiklik furofuran türevi izosorbitini oluşturur.[2]

1,4-Sorbitan aus D-Sorbit und Weitereaktion zum İzosorbid

Reaksiyon, damıtma, alkollerden yeniden kristalleştirme, eriyikten yeniden kristalleştirme yoluyla masraflı bir şekilde çıkarılması gereken istenmeyen yan ürünlerin% 30 ila 20'sine ek olarak yaklaşık% 70 ila 80 izosorbit verir.[3] bu yöntemlerin bir kombinasyonu veya buhar fazından biriktirme yoluyla.[4] Yüksek saflıkta bir ürün (>% 99,8[4]) renksiz, yüksek moleküler ağırlıklı polimerler elde edilecekse bir monomerin kullanılması için gereklidir.

Özellikleri

İzosorbit, beyaz, kristalli, yüksek oranda hidrofilik bir katıdır. V şeklindeki bisiklik sistemdeki iki ikincil hidroksi grubu, farklı kimyasal reaktivitelere yol açan farklı yönelimlere sahiptir. Bu, izosorbitin seçici bir monoderivatizasyonuna izin verir. 5-pozisyonundaki hidroksi grubu endo yönelimli ve oluşturur hidrojen bağı bitişik furan halkasında oksijen atomu ile. Bu, hidroksi grubunu 5-pozisyonda daha nükleofilik ve daha reaktif yapar. ekzo 2-konumunda yönlendirilmiş hidroksi grubu; ancak, sterik olarak talep eden reaktanların saldırısına karşı daha korumalıdır.[5]

Emniyet

LD ile50 25,8 g · kg değeri−1 (sıçan, oral[6]), izosorbit, D-glikoz ile benzer şekilde toksik değildir (ayrıca bir LD50 25,8 g · kg−1, sıçan, oral[7]) ve tarafından sınıflandırılır Gıda ve İlaç İdaresi GRAS olarak FDA ("genellikle güvenli olarak kabul edilir ").[8]

Kullanım

İzosorbid

Belirgin higroskopikliği nedeniyle, izosorbit nemlendirici olarak ve tıpta ozmotik diüretik olarak kullanılır ( hidrosefali ) ve dar açı kapanması glokom.[9] İki ikincil hidroksi grupları isosorbide'i yenilenebilir kaynaklardan erişilebilen çok yönlü bir kimyasal platform haline getirin. Bir diol olarak, izosorbit, standart metotlar kullanılarak mono- veya biderivatize edilebilir. organik Kimya, gibi nitrasyon, esterleştirme, eterleştirme, tosilasyon, vb. ve ilginç özelliklere sahip bileşiklere veya yeni polimerler için monomerik birimlere dönüştürülür.[10]

Reaktionen von Isosorbid

İzosorbit nitratlar

İzosorbitin nitrasyonuyla konsantre nitrik asit, 2,5-izosorbit dinitrat (ISDN) elde edilebilir. 2,5-izosorbit dinitrat uygundur (tıpkı ana metaboliti 5-izosorbit mononitrat gibi, ISMN[11]) tedavisi için anjina pektoris onun yüzünden vazodilatör etkisi.[12]

İzosorbit esterler

Esterifikasyon izosorbit ile yağ asitleri sürfaktan olarak özelliklerinden dolayı ev temizleyicilerinde, bulaşık yıkama deterjanlarında ve kozmetik müstahzarlarında deterjan olarak faydalı olan izosorbit monoesterlere erişim sağlar.[13] Aynı şekilde kolayca bulunabilen izosorbit diesterler[14] pigmentler, koruyucular, polimer stabilizatörleri için dağıtıcı olarak, kozmetikler için emülgatör olarak ve plastikleştiriciler için vinil polimerler (özellikle polivinil klorür, PVC). İzosorbit dioktanoat[15] bir izosorbit diesteridir ve oktanoik asit (şuradan alındı Palmiye yağı, örneğin) ve bu nedenle tamamen biyo bazlı yapı taşlarından yapılmıştır ve Polysorb olarak kullanılmıştır(R) ID 37 sıralama Roquette Frères bir süredir özellikle toksik olmayan bir ürün olarak.[16]

İzosorbit eterler

İzosorbit eterler (ve özellikle en basit temsilci, 2,5-dimetilizosorbit, kısaltılmış DMI), kozmetik ve farmasötik preparatlar için yenilenebilir bir çözücü olarak giderek daha fazla kullanılmaktadır.[17] lityum iyon akümülatörler için bir elektrolit katkı maddesi olarak[18] [18] ve yakıt katkı maddesi olarak dizel.[19]

İzosorbit fosfatlar

İzosorbitin fosforik asit türevleri, çevreye duyarlı bir alternatif olarak araştırılmıştır. halojen içeren alev geciktiriciler. Şimdiye kadar, 1,2,5,6,9,10-hekzabromosiklododekan (HBCD) yaygın olarak alev geciktirici olarak kullanılmıştır. ekstrüde polistiren köpük (XPS) inşaat ve yalıtım sektöründe, ancak SVHC (yüksek endişe kaynağı ) Mayıs 2013'te üretimi ve uygulaması yasaklandı. İzosorbit bis (difenil fosfat) [ISTP] gibi fosfor bazlı izosorbit bileşikler, ikame olarak kabul edilir.

İzosorbid-bis (difenilfosfat)

ISTP'ye şu kullanıcı tarafından kolayca erişilebilir: transesterifikasyon izosorbit ile trifenil fosfat huzurunda potasyum karbonat 150 ° C'de. Sarımsı bir yağ olarak% 88 verimle elde edilen izosorbit-bis-difenil fosfat yaklaşık% 20 dimer içerir.[20] Yüksek ayrışma sıcaklığı ISTP, XPS yüksek yumuşatma etkisinin bir dezavantaj olmasına rağmen. Alev geciktirme, bis (difenilfosfinotiyonil) disülfür (BDPS) gibi kükürt içeren sinerjistlerin varlığında özellikle belirgindir. Bu, yalnızca% 3 ISTP ile minimum yangın koruma gereksinimine (sınıf B2) ulaşılmasına izin verir.[21]

Isosorbide'den Polimerler

İzosorbid, yüksek termal stabiliteye sahiptir ve şu anda yenilenebilir hammaddelerden kolaylıkla temin edilebilir. Bu, izosorbitin poliesterler ve polikarbonatlar gibi termoplastik (biyo) polimerler için olduğu kadar termosetler için bir monomer olarak ilgi çekici olmasını sağlar. poliüretanlar veya epoksi reçineler.[10] Hidroksi grupları, birincil amino gruplarına dönüştürülebilir[10] aracılığıyla tosylates ve azidler veya akrilonitril ilavesi ve ardından karşılık gelen aminopropil türevlerine hidrojenasyon yoluyla.[22] İkincisi, di-izosiyanatlar - poliüretanların hazırlanması için - diaminler hazırlanması için poliamidler veya olarak sertleştirici epoksi reçineler için.

Ne zaman Mono etilen glikol polyesterde bir diol izosorbit ile değiştirilir polietilen tereftalat (EVCİL HAYVAN), poliizosorbit tereftalat (PIT), aşırı termal stabilite (nitrojen altında 360 ° C'ye kadar) ile karakterize edilen elde edilir. Bununla birlikte, izosorbitteki ikincil hidroksil gruplarının doğal olarak daha düşük reaktivitesi, karşılaştırıldığında daha düşük moleküler ağırlıklara ve yüksek kalıntı içeriklerine neden olur. tereftalik asit ortaya çıkan polimerlerin yetersiz kimyasal stabilitesine yol açar. Bu nedenle günümüzün izosorbit ve monoetilen glikol içeren polyesterleri, daha az renk bozulması gibi gelişmiş özellikler gösteren diol bileşenleri olarak incelenmektedir.[23][24]

İzosorbit, aşağıdakiler için bir monomer olarak özellikle ilgi çekmektedir polikarbonatlar,[25][26] yerini alabilir bisfenol A olarak tanımlanan ksenoöstrojen. İzosorbit bazlı polikarbonatların sınırlamaları, bunların tatmin edici olmayan sıcaklık direnci ve sınırlı darbe direncidir, ancak bunlar, izosorbide komonomerlerin eklenmesi veya polimer karışımları ile geliştirilebilir.[27]

Poliüretanlarda, izosorbitin kendisi bir diol görevi görebilir[28] [28] veya poliol için yapı taşı olarak[29] [29] ve diizosiyanat bileşeni için[30] veya bir zincir genişletici olarak.[31]

İzosorbit ile reaksiyona girerek epiklorohidrin izosorbit bis-glisidil eter[32] (bir bis-epoksit) oluşur ve bu, analog bisfenol A bis-epoksitin yerine kullanılabilir. İzosorbit bis-glisidil eter, poliaminler veya siklik gibi uygun kürleme maddeleri ile ısıyla sertleşen bir epoksi reçineye çapraz bağlanabilir. asit anhidritler. Bu reçineler, gıda kutuları için yapıştırıcı, boya veya kaplama olarak kullanılır.[33] Ayrıca, izosorbit diglisidil eterlerin diizosiyanatlarla reaksiyona sokulmasıyla elde edilebilen polioksazolidonlar da tarif edilmektedir.[34] Polioksazolidonlar, elektrik ve elektronik endüstrisinde sert, yüksek oranda dallanmış ve çözücüye dayanıklı termoset plastikler olarak kullanılabilir.

Isosorbide, yenilenebilir kaynaklardan türetilen çok yönlü bir platform kimyasalıdır ve şu anda onbinlerce ton / yıl endüstriyel miktarlarda da mevcuttur. İzosorbitin bir komonomer olarak PET'te şişe hammaddesi olarak kullanılması[35] ve özellikle ısıyla sertleşen polikarbonatlarda bisfenol A'nın bir ikame maddesi olarak şu anda özellikle umut verici kabul edilmektedir.

Referanslar

  1. ^ M. Rose, R. Palkovits (2012). "Çok Yönlü Uygulamalar için Yenilenebilir Platform kimyasalı olarak İzosorbid — Quo Vadis?". ChemSusChem. 5 (1): 167–176. doi:10.1002 / cssc.201100580. PMID  22213713.
  2. ^ ABD 9120806, David James Schreck, Marion McKinley Bradford, Nye Atwood Clinton, Paul Aubry, "Dianhydrosugar üretim süreci", 2015-09-01'de Iowa Corn Promotion Board'a atandı 
  3. ^ BİZE 6670033, Michael A. Hubbard, Michael Wohlers, Helmut B. Witteler, Edward G. Zey, George Kvakovszky, Thomas H. Shockley, Larry F. Charbonneau, Norbert Kohle, Jochen Rieth, "Susuz şeker alkollerinin saflaştırma süreci ve ürünleri", yayınlandı 2003-12-30, EI'ye atandı du Pont de Nemours ve Şirketi 
  4. ^ a b ABD 6867296, Kamlesh Kumar Bhatia, "Anhidro şeker alkollerinin bir buhar akımından geri kazanılması ve saflaştırılması", 2005-03-15'te yayınlanan E.I. du Pont de Nemours ve Şirketi 
  5. ^ G. Flèche, M. Huchette (1986), "İzosorbid. Hazırlama, Özellikler ve Kimya", Nişasta - Stärke (Almanca'da), 38 (1), sayfa 26–30, doi:10.1002 / yıldız.19860380107
  6. ^ Datenblatt. "İzosorbit". Acros. Alındı 6 Ocak 2013.
  7. ^ Datenblatt. "D-Glikoz" (PDF). Carl Roth [de ]. Alındı 24 Ağustos 2010.
  8. ^ X. Feng ve diğerleri, Isosorbit içeren termosetlerin termal analiz karakterizasyonu, termoset endüstrisi için BPA ikamesi olarak İzosorbit epoksi J. Therm. Anal. Calorim., 109, 1267–1275 (2012), doi: 10.1007 / s10973-012-2581-2
  9. ^ CID 12597 itibaren PubChem
  10. ^ a b c M. Rose, R. Palkovits, Çok Yönlü Uygulamalar için Yenilenebilir Platform kimyasalı olarak İzosorbid - Quo Vadis?, İçinde: ChemSusChem 2012, 5, 167–176 doi: 10.1002 / cssc.201100580.
  11. ^ Remington: Eczacılık Bilimi ve Uygulaması, 21. Baskı, s. 1359, düzenleme. D.B. Troy, Lippincott Williams & Wilkins, 2006, ISBN  0-7817-4673-6.
  12. ^ Pharmakologie und Toxikologie: Für Studium und Praxis. Herausgegeben von Claus J.Estler, Harald Schmidt, Schattauer Verlag, 6. Aufl., 2007, ISBN  978-3-7945-2295-8.
  13. ^ WIPO Patent Başvurusu WO / 2010/115565, İzosorbit monoesterler ve ev uygulamalarında kullanımları, invent1: C. Breffa ve diğerleri, atama1: Cognis IP Management GmbH, veröffentlicht am 14. Oktober 2010
  14. ^ Deutksche Offenlegungsschrift DE 10 2007 028 702A1, Verfahren zur Herstellung von Dianhydrohexitol-Diestern, icat1: M. Graß, M. Woelk-Faehrmann, atama1: Evonik Oxeno GmbH, offengelegt am 24. Aralık 2008
  15. ^ ABD 2012220507, M. Grass, H.G. Becker, "2,5-Furan dikarboksilat türevleri ve bunların plastikleştiriciler olarak kullanımı", 2012-8-30'da yayınlanan, Evonik Oxeno GmbH'ye verilmiştir. 
  16. ^ Sağlıklı Bina Ağı, PVC'de ftalat içermeyen plastikleştiriciler: PDF
  17. ^ Hibe Endüstrileri: Dimetil İzosorbit Hakkında Arşivlendi 2012-09-07 tarihinde Wayback Makinesi
  18. ^ ABD Patentanmeldung ABD 2010/0183913 Demir disülfür katotlu ve geliştirilmiş elektrolitli lityum hücre, invent1: M. Sliger ve diğerleri, atama1: The Procter & Gamble Co., veröffentlicht am 22. Juli 2010
  19. ^ ABD Patentanmeldung ABD 2010 / 0064574A1 Dianhidroheksitoller ve ilgili ürünleri içeren dizel çevrimi yakıt bileşimleri, icat1: R.M. de Almeida, C.R. Klotz Rabello, atama1: Petróleo Brasileiro S.A.-Petrobras, veröffentlicht am 18. März 2010.
  20. ^ Europäische Patentanmeldung EP 2,574,615: Verfahren zur Herstellung von Zucker (thio) fosfaten, invent1: Ch. Fleckenstein, H. Denecke, ödev1: BASF SE, veröffentlicht am 3 Nisan 2013.
  21. ^ J. Wagner: Halogenfreie Flammschutzmittelmischungen für Polystyrol-Schäume (PDF; 15,5 MB), Inauguraldissertation, Universität Heidelberg, Juni 2012.
  22. ^ ABD Patentanmeldung ABD 2010 / 0130759A1 Bir izosorbit veya izosorbit izomer çekirdekli yeni fonksiyonel bileşikler, bu bileşiklerin üretim süreci ve kullanımları, invent1: J.-P. Gillet, atama1: Arkema Inc., veröffentlicht am 27. Mayıs 2010
  23. ^ ABD Patentanmeldung ABD 2006 / 0173154A1 Düşük renkli poli (etilen-ko-izosorbit) tereftalat polimeri yapmak için işlem, icat1: L. Charbonneau, atama1: E.I. du Pont de Nemours and Company, veröffentlicht am 3 Ağustos 2006
  24. ^ Bersot, J.C .; et al. (2011). "Bimetalik Katalitik Sistemler Kullanılarak Poli (etilen tereftalat-ko-izosorbit tereftalat) Sentezinin Verimlilik Artışı". Macromol. Chem. Phys. 212 (19): 2114–2120. doi:10.1002 / macp.201100146.
  25. ^ M.A. Hani ve diğerleri .: MALDI ve NMR kombinasyonu ile difosgen karakterizasyonu yoluyla izosorbit ve çeşitli diollerin polikondensasyonu (PDF; 1,7 MB), Son Arş. Devel. Organik Kimya, 11 (2007): 1-11, ISBN  978-81-7895-294-9
  26. ^ ABD Patentanmeldung ABD 2011 / 0077377A1 İzosorbit polikarbonat yapma yöntemi, icat1: H.-P. Brack ve diğerleri, atama1: Sabic Innovative Plastics IP BV, veröffentlicht am 31. März 2011
  27. ^ ABD Patentanmeldung ABD 2011 / 0160422A1 İzosorbit bazlı polikarbonatlar, yapım yöntemi ve bunlardan oluşturulan ürünler, icat1: J.H. Kamps ve diğerleri, atama1: Sabic Innovative Plastics IP BV, veröffentlicht am 30. Juni 2011
  28. ^ PCT-Patent WO 2012/163845 Elyaf kompozit bileşen ve bunun üretimi için bir işlem, invent1: S. Lindner ve diğerleri, atama1: Bayer IP GmbH, veröffentlicht am 6. Aralık 2012
  29. ^ X. Feng ve diğerleri, Çevresel Olarak Sürdürülebilir Uygulamalar için Şeker Bazlı Kimyasallar, Polimerik Malzemelerin Çağdaş Biliminde, ACS Sempozyum Serisi, Cilt. 1061, Bölüm 1, s. 3–27, ISBN  978-0-8412-2602-9
  30. ^ Frank Bachmann, Joachim Reimer, Marcus Ruppenstein, Joachim Thiem (2001), "Dianhidroheksitol Konfigürasyonlu Diizosiyanatların Poliadisyon Reaksiyonları ile Yeni Poliüretanların ve Poliürelerin Sentezi", Makromoleküler Kimya ve Fizik (Almanca'da), 202 (17), sayfa 3410–3419, doi:10.1002 / 1521-3935 (20011101) 202: 173.0.CO; 2-QCS1 bakimi: birden çok ad: yazarlar listesi (bağlantı)
  31. ^ ABD Patentanmeldung ABD 2011/0015366 A1 Poliüretan elastomer formülasyonları için yeni zincir genişleticiler, invent1: G. da Costa ve diğerleri, veröffentlicht am 20. Ocak 2011
  32. ^ ABD Patenti US 7,619,056B2 Yenilenebilir kaynaklardan termoset epoksi polimerler, icat1: A.J. East et al., Assign1: New Jersey Institute of Technology, erteilt am 17 Kasım 2009
  33. ^ Basın Bülteni NEWARK, 24 Şubat 2010: NJIT Patenti BPA'yı Değiştirebilir; Tüketici Ürünlerini Daha Güvenli Hale Getirin
  34. ^ ABD Patentanmeldung ABD 2010 / 0298520A1 Dianhidroheksitollerden türetilen polioksazolidonlar, icat1: A.J. East ve diğerleri, atama1: New Jersey Institute of Technology, veröffentlicht am 25. Kasım 2010
  35. ^ TARIM Projesi Bilgi Sayfası: Sorbitolden yeni sürekli izosorbit üretimi (PDF; 314 kB), Iowa Mısır Promosyon Kurulu, Eylül 2001