Isosorbid | |
Identifikace | |
---|---|
Název IUPAC | (3R, 3aR, 6S, 6aR) -hexahydrofuro [3,2-b] furan-3,6-diol |
Synonyma |
1,4: 3,6-dianhydro-D-sorbitol |
N O CAS | |
Ne o ECHA | 100 010 449 |
Ne o EC | 211-492-3 |
PubChem | 12597 |
ÚSMĚVY |
C1 [C @ H] ([C @@ H] 2 [C @ H] (O1) [C @ H] (CO2) O) O , |
InChI |
InChI: InChI = 1S / C6H10O4 / c7-3-1-9-6-4 (8) 2-10-5 (3) 6 / h3-8H, 1-2H2 / t3-, 4 +, 5- , 6- / ml / s1 |
Vzhled | bílá stupnice, velmi hygroskopická |
Chemické vlastnosti | |
Hrubý vzorec |
C 6 H 10 O 4 [izomery] |
Molární hmotnost | 146,1412 ± 0,0067 g / mol C 49,31%, H 6,9%, O 43,79%, |
Fyzikální vlastnosti | |
T. fúze | 62,5 ° C |
T ° vroucí | 160 ° C při 10 mmHg |
Rozpustnost | ve vodě (> 850 g · l -1 ), alkoholy a ketony |
Objemová hmotnost | 1,30 g · cm -3 až 65 ° C |
Bod vzplanutí | > 180 ° C |
Dynamická viskozita | 30 mPa s při 100 ° C |
Jednotky SI a STP, pokud není uvedeno jinak. | |
Isosorbid je heterocyklická sloučenina získána z dvojitého reakce dehydratace ze sorbitolu , sám pocházel z reakce hydrogenace z glukózy .
Isosorbid je diol získaný z agro-zdrojů, netoxický, biologicky odbouratelný a tepelně stabilní.
Isosorbid je monomer, který lze vložit do makromolekulárních řetězců polymerního typu (polykarbonáty, polyurethany, polyestery atd.). Používá se také k syntéze derivátů, jako jsou diestery, diethery, dinitráty atd.
Isosorbid je považován za stavební kámen umožňující přístup k nové zajímavé chemické platformě, protože pochází z rostlin a umožňuje získat řadu derivátů se stejnými nebo dokonce lepšími vlastnostmi než jejich petrochemické protějšky .
První výzkum isosorbidu provedli v roce 1946 HG Fletcher, RC Hockett, R. Montgomerry a LF Wiggins. V časopise Journal of the American Chemical Society se objevuje několik článků, včetně článku „Struktura isosorbidu, krystalického dianhydrosorbitolu“, který napsali HG Fletcher a RC Hockett. V roce 1986 vyšel ve Stärke n o 38 článek G. Flèche a M. Huchette s názvem „Isosorbid: Preparation, Properties and Chemistry“, tento článek stále odkazuje. V roce 1992 financovala Roquette Frères ve spolupráci s Laboratoří makromolekulárních materiálů P r Pascault z INSA Lyon disertační práci o vlastnostech isosorbidu při vývoji funkčních polymerů . Tento isosorbid diol je nyní jedním z vrcholů programu BioHub, výzkumného programu zahájeného v roce 2006 a podporovaného OSEO (Francouzská agentura pro inovace). V tomto programu udržitelné chemie je isosorbid studován jako monomer obnovitelného původu pro nové polymery a deriváty.
Isosorbid molekula se skládá ze dvou kondenzovaných tetrahydrofuranu kroužků a dvou alkoholových skupin, substituovaných v poloze 2 a 5, respektive v exo- a endo (viz obrázek vpravo). Jeho surový vzorec je C 6 H 10 O 4 a má dva izomery: izomanitu a izoiditu. Tyto tři izomery se liší relativní konfigurací svých hydroxylových skupin. Isosorbid je nejvíce studovaný diol, protože je nejdostupnější. Chiralita isosorbidu ovlivňuje jeho reaktivitu . Ve skutečnosti může endohydroxylová skupina v poloze 5 tvořit vodíkovou vazbu s kyslíkem sousedního kruhu (viz obrázek vlevo). Tato intramolekulární vazba má tendenci zvyšovat nukleofilitu kyslíku O-5, a tím i jeho reaktivitu. Naopak, sterická zábrana způsobená touto stejnou vazbou má tendenci snižovat reaktivitu. Experimentální podmínky, které budou mít tendenci snižovat pevnost vodíkové vazby, tedy upřednostňují spíše reakce v poloze 2. Naopak podmínky, které nenarušují nitromolekulární vazbu, zvýhodňují selektivitu v poloze 5.
Isosorbid je bílá pevná látka rozpustná ve vodě, alkoholech a ketonech a téměř nerozpustná v uhlovodících , etherech a esterech .
Isosorbid je velmi hygroskopický , to znamená, že má tendenci absorbovat vlhkost prostředí absorpcí nebo adsorpcí .
Isosorbid je netoxický a tepelně stabilní. Tato molekula se rozkládá pouze při 270 ° C v nepřítomnosti kyslíku.
Zájem isosorbidu o polymery je vysvětlen tuhostí poskytovanou dvěma cykly isosorbidu, která způsobuje zvýšení teploty skelného přechodu (T ° g). Toto zvýšení má za následek zlepšení mechanických vlastností polymeru. Pro tento typ aplikace je nutné použít vysoce čistý isosorbid (patent Du Pont).
Historicky byl isosorbid vyráběn v malém množství pro farmaceutickou a kosmetickou oblast. Začala Roquettečerven 2007V Lestrem ( Francie ) nové průmyslové isosorbid jednotka s kapacitou několika tisíc tun ročně na současných a rozvíjejících se trzích. vBřezen 2008„ASEA ( Evropský úřad pro bezpečnost potravin ) vydal kladné stanovisko k použití isosorbidu jako monomeru pro polyethylentereftalát (PET) pro použití v potravinách.
Isosorbid je sloučenina s diuretickými vlastnostmi používaná ve farmacii. Používá se v Japonsku k léčbě Meniérovy choroby . Toto onemocnění postihuje vnitřní ucho a způsobuje závratě, tinnitus a ztrátu sluchu.
Mononitrát a isosorbid dinitrát , jsou látky používané ve farmacii jako vazodilatačních . Vasodilatace pomáhá dilatovat krevní cévy, a proto zvyšuje průtok krve do srdce. Používají se k preventivní léčbě záchvatů anginy pectoris, k léčbě srdečního selhání nebo k análním trhlinám.
Polyethylentereftalát (PET), se získá z kyseliny tereftalové a ethylenglykolu . Polyethylenisosorbid tereftalát se získává reakcí kyseliny tereftalové s ethylenglykolem a isosorbidem. V aplikaci pro PET lahve umožňuje přidání isosorbidu zvýšit teplotu skelného přechodu PET, a proto rozšířit jeho spektrum použití na další aplikace, jako je plnění lahví za tepla (ovocný džus, čaj atd.).
Tyto polykarbonáty se vyrábějí reakcí polykondenzace z bisfenolu A a uhličitanem ; isosorbid může nahradit bisfenol A zejména proto, aby se omezil fenomén dvojlomu a poskytly se zlepšené fyzikálně-chemické a mechanické vlastnosti.
Isosorbid může vstoupit do složení mnoha polymerů, jako jsou polyesterové pryskyřice (polyisosorbidesukcináty), polyurethany a polysulfony ... Isosorbid lze také použít jako prodlužovač řetězce v určitých typech polyurethanů a nahradit určité dioly, jako je butandiol . Svou povahou, diolovou a cyklickou, může isosorbid vstoupit do složení mnoha polyesterů nebo kopolyesterů pro vývoj vysoce výkonných materiálů. Oblast použití se týká kompozitů , povlaků, prášků, transparentních předmětů odolných vůči teplotě atd.
Isosorbidové diestery se získají dvojitou esterifikační reakcí isosorbidu s mastnými kyselinami s dlouhým řetězcem. Mají vynikající plastifikační vlastnosti pro PVC a představují novou generaci plastifikátorů na bázi biologického materiálu pro flexibilní PVC. Dnes hlavní změkčovadla v PVC pocházejí z rodiny ftalátů . Vývoj těchto isosorbidových diesterů je zahrnut do otevřeného inovačního programu BioHub a je jedním z vítězů Ceny Pierra Potiera za rok 2009: „Chemie pro udržitelný rozvoj“. Isosorbidové diestery se pravděpodobně používají jako náhrada za ftaláty, epoxidy nebo fosfáty.
Dimethylisosorbid (DMI), získaný methylací isosorbidu, má vynikající korozpouštědlové a hydrotropní vlastnosti . Prozatím se používá hlavně v kosmetických a farmaceutických výrobcích (samoopalovací krémy, pleťová mléka, krémy proti akné atd.). Dimethylisosorbid vyrábí následující společnosti: Croda (ArlasolveTM DMI), Dottikon…