Кіріспе
Изосорбид – диолдар тобына жататын және екі біріккен фуран сақинасын қамтитын, оттегі бар гетероциклдер класындағы бициклдік химиялық қосылыс. Изосорбидтің бастапқы материалы – D сорбитол, ол D глюкозаның катализдік сутегіленуі арқылы алынады, ал D глюкоза, өз кезегінде, крахмалдың гидролизінен өндіріледі. Изосорбид – әртүрлі функционалдық қасиеттері бар биоразделгіш туындыларды алуға болатын өсімдік негізіндегі платформалық химиялық зат ретінде қарастырылады. 2021 жылы АҚШ-та бұл дәрі 5 миллионнан астам рецепт бойынша ең көп тағайындалған 111-ші дәрі болды.
Изосорбид
Айқын гигроскопиялық қасиеттеріне байланысты изосорбид ылғал сақтағыш ретінде, ал медицинада осмостық диуретик ретінде (гидроцефалияны емдеу үшін) және жабық бұрышты глаукоманы емдеу үшін қолданылады. Екі екінші гидрокси тобы изосорбидті жаңартылатын ресурстардан алынатын, әмбебап платформалық химиялық затқа айналдырады. Диол ретінде изосорбид органикалық химияның стандартты әдістерімен, мысалы, нитраттау, эстерлендіру, эфирлендіру, тозилдендіру сияқты әдістер арқылы моно- немесе бидериватталған, және қызықты қасиеттері бар қосылыстарға немесе жаңа полимерлер үшін мономерлік бірліктерге түрлендіріледі.
Изосорбид нитраттары
Изосорбидті шоғырландырылған азот қышқылымен нитраттау арқылы 2,5 изосорбид динитратын (ISDN) алуға болады. 2,5 изосорбид динитраты (оның маңызды метаболиті 5 изосорбид мононитраты, ISMN сияқты) қан тамырларын кеңейту әсеріне байланысты стенокардияны емдеуге қолданылады.
Изосорбидтер эфирлері
Изосорбидтің май қышқылдарымен этерификациялануы изосорбид моноэстерлерін алуға мүмкіндік береді, олар үй тазартқыштарында, ыдыс жуғыш құралдарында және косметикалық препараттарда жуғыш заттар ретінде қолданылады, себебі олардың беттік белсенді зат қасиеттері бар. Сонымен қатар, оңай қол жетімді изосорбид диэстерлері пигменттер үшін диспергаторлар, консерванттар, полимер тұрақтандырғыштар, косметикада эмульгаторлар және винил полимерлері (әсіресе поливинилхлорид, ПВХ) үшін пластификаторлар ретінде пайдаланылады. Изосорбид диоктаноаты – изосорбид пен октано қышқылының (мысалы, пальма майынан алынатын) диэстері болып табылады, сондықтан ол толығымен био негізді құрылымдық элементтерден жасалған және Roquette Frères компаниясы оны Polysorb® ID 37 деген атпен бірқазан уақыттан бері аса уытты емес өнім ретінде қолданып келеді.
Изосорбид эфирлері
Изосорбид эфирлері (әсіресе ең қарапайым өкілі, 2,5 диметилизосорбид, қысқартылған DMI) косметикалық және фармацевтикалық дайындамалар үшін жаңаруға жарамды еріткіш ретінде, литий ионды аккумуляторларға электролит қоспасы ретінде [18] және дизель отынына қоспа ретінде көбірек қолданылуда.
Изосорбидті фосфаттар
Изосорбидтің фосфор қышқылы туындылары галогенді отқа төзімді заттардың экологиялық таза баламасы ретінде зерттеледі. Бүгінгі күнге дейін 1,2,5,6,9,10 гексабромоциклододекан (HBCD) құрылыс және жылу оқшаулау саласында экструзияланған полистирол көбігінде (XPS) отқа төзімді зат ретінде кеңінен қолданылып келді, бірақ ол 2013 жылдың мамыр айында SVHC (өте қауіпті зат) ретінде өндіру мен қолдануға тыйым салынды. Фосфор негізіндегі изосорбид қосылыстары, мысалы, изосорбид бис(дифенилфосфаты) [ISTP] оның орнын басатын мүмкіндік ретінде қарастырылуда. ISTP 150°C температурада калий карбонатының қатысуымен изосорбидті трифенилфосфатпен трансэстерификациялау арқылы оңай алынады. 88% өніммен алынған изосорбид бисдифенилфосфаты сары түсті май тәрізді болып келеді және шамамен 20% димерлер қамтиды. ISTP-нің жоғары ыдырау температурасы оны XPS-те қолдануға мүмкіндік береді, бірақ оның жоғары жұмсақ әсері кемшілік болып табылады. Отқа төзімділік күкіртті қосылыстармен, мысалы, бис(дифенилфосфинотионил)дисульфид (BDPS) синергистерінің қатысуында ерекше байқалады. Бұл өрттен қорғаудың ең төменгі талаптарына (B2 класы) тек 3% ISTP көмегімен қол жеткізуге мүмкіндік береді.
Изосорбидтен алынған полимерлер
Изосорбид әртүрлі полимерлер мен шайырларды өндіру үшін потенциалды платформалық химиялық зат ретінде зерттелді. Соңғылары полиуретандар дайындау үшін, полиамидтер дайындау үшін диаминдер ретінде және эпоксидті шайырлар үшін қатайтқыш ретінде қолданылуы мүмкін. Полиэфирлі полиэтилен терефталатта (ПЭТ) моноэтилен гликол диол ретінде изосорбидпен ауыстырылғанда полиизосорбид терефталаты (ПИТ) алынады, ол жоғары жылулық тұрақтылықпен (азот астында 360°C-қа дейін) сипатталады. Алайда, изосорбидтегі екінші гидроксил топтарының туа біткен реактивтілігінің төмендігі салдарынан молекулалық салмағы төмендеуімен және терефтал қышқылының жоғары қалдық мөлшерімен сипатталады, бұл полимерлердің химиялық тұрақтылығының жеткіліксіздігіне әкеледі. Сондықтан, бүгінгі полиэстерлер изосорбид пен моноэтилен гликолдан диол компоненттері ретінде зерттеледі, олар боялудың азаюы сияқты жақсартылған қасиеттерді көрсетеді. Изосорбид поликарбонаттардың прекурсоры ретінде де қызығушылық тудырады. Ол ксеноэстроген ретінде анықталған бисфенол А-ны ауыстыра алады. Изосорбид негізіндегі поликарбонаттардың шектеулері – олардың қанағаттандырмас температураға төзімділігі және шектеулі соққыға төзімділігі, бірақ изосорбидке комономерлер қосу арқылы немесе полимер қоспаларын қолдану арқылы жақсартуға болады. Изосорбид, диол, полиуретандардың прекурсоры болып табылады, немесе полиолдың құрылыс блогы ретінде [29] қолданылуы мүмкін. Оны диизоцианат компонентіне және тізбекті ұзартушы ретінде де түрлендіруге болады. Изосорбидті эпихлоргидринмен реакцияға түсіру арқылы изосорбид бисглицидил эфирі (бис-эпоксид) алынады, оны бисфенол А бис-эпоксидінің аналогы ретінде қолдануға болады. Изосорбид бисглицидил эфирін полиаминдер немесе циклді қышқыл ангидридтері сияқты тиісті қатайтқыштармен кросстеу арқылы термостойы эпоксидтік шайырларға айналдыруға болады. Бұл шайырлар жабысқаштар, бояулар немесе азық-түлік банкаларының қаптамасы ретінде қолданылады. Сонымен қатар, диизоцианаттармен изосорбид диглицидил эфирлерін реакцияға түсіру арқылы алынатын полиоксазолидондар сипатталған. Полиоксазолидондар электр және электроника өнеркәсібінде қатты, жоғары тармақталған және еріткіштерге төзімді термостойы пластик ретінде қолданылуы мүмкін.
Өндіріс
Глюкозаның гидрогенациялануы сорбитол береді. Изосорбид D сорбитолының қышқыл катализделген дегидратациясы арқылы алынады, нәтижесінде моноциклді фураноид сорбитан түзіледі. Бұл реакциядан 70-80% изосорбид және 20-30% қажетсіз қосалқы өнімдер пайда болады, оларды дистилляция, спирттерден қайта кристалдау, балқымадан қайта кристалдау, осы әдістердің үйлесімі немесе бу фазасынан шөктіру арқылы қымбатқа түседі. Жоғары тазалықтағы өнім (> 99,8%).
The reaction gives about 70 to 80% isosorbide in addition to 30 to 20% of undesirable by products which have to be removed costly by distillation, recrystallization from alcohols, recrystallization from the melt, by a combination of these methods or by deposition from the vapor phase. A high purity product (> 99.8%
Қауіпсіздік
LD50 мәні 25,8 г·кг−1 (егеуқұйрық, ауызға), изосорбид D глюкозасы сияқты аз улы зат болып саналады (соның да LD50 мәні 25,8 г·кг−1, егеуқұйрық, ауызға) және АҚШ-тың Тағам және Дәрі-дәрмек басқармасы (FDA) оны GRAS ("жалпы қауіпсіз деп танылған") деп жіктейді.