Восстановление кетонов, альдегидов и сложных эфиров

Кетогруппа при восстановлении может быть превращена в СН₂ группу либо в спиртовую. В синтезе препарата пемпидин (пирилен, обладает ганглиоблокирующим и гипотензивным эффектом) кетогруппу восстанавливают гидразин гидратом (реакция Кижнера-Вольфа):

На последней стадии химического синтеза тетраметилпиперидин метилируют муравьиной кислотой и формалином в условиях, аналогичных получению g- диметиламинопропанола (см. синтез хлорпромазина).

В ХФП наиболее часто из кетонов получают спирты. Так в синтезе препарата фенилэфрин (мезатон) м- нитро-a-бромацетофенон при действии изопропилата алюминия образуется м- нитробромгидрин стирола:

При этом восстановления нитрогруппы не наблюдается.

Механизм восстановления представлен на схеме:

Изопропилаталюминия передает протон и два электрона кетону, выделяется ацетон и образуется алюминат нового спирта. Его гидролиз дает соответствующий спирт. Атом углерода, связанный с гидроксигруппой, является асимметрическим. Но при восстановлении образуется рацемическая смесь. При получении хлорамфеникола (левомицетина) из смеси выделяют трео-изомер дробной кристаллизацией с помощью затравки чистого трео-изомера. Фрагмент синтеза представлен на схеме:

Аналогично синтезу фенилэфрина взаимодействие кетона с изопропилатом алюминия не приводит к восстановлению нитрогруппы. Отличие в методах синтеза фенилэфрина и хлорамфеникола при определенном сходстве структуры боковой цепи (амино и гидроксигруппа) заключается в том, что в молекулу последнего препарата до восстановления необходимо ввести гидроксиметильную группу. Реакция гидроксиметилирования возможна с кетонами, но не спиртами. Введение этой группы в бензольное ядро не идет, так как в нем имеются электроноакцепторные заместители нитро- и карбонил. Получение спиртов из кетонов возможно и при каталитическом гидрировании. Препарат изопреналин (изадрин), стимулирует b₁ и b₂ адренорецепторы, способствует накоплению ц-АМФ в мышцах, тем самым ингибирует протеинкиназу, лишая возможность соединения актина с миозином. Используют в качестве средства для снятия спазма бронхов при астме. Действие более длительно, чем адреналина. Синтез приведен на схеме:

Гидрирование проводят на палладированом угле, после прекращения поглощения водорода катализатор отфильтровывают. Препарат выделяют в виде сульфата.

Наиболее крупнотоннажными производствами, в которых происходит восстановление альдегидов до спиртов, являются получение сорбита (сорбитол, D-глюцитол) и маннита (маннитол). Сорбит используют в качестве заменителя сахара у больных диабетом. Кроме того сорбит является исходным продуктом в синтезе витамина С (аскорбиновой кислоты). Подробно ее получение рассмотрено в разделе «Витамины». Маннит является лекарственным средством, обладает противоотечным и диуретическим действием. Следует отметить, что маннит вызывает повышенное выведение ионов натрия с мочой, но не ионов калия. Применяют при отеке мозга, а также при отравлении барбитуратами и наркотиками.

В связи с большим объемом производства сорбита при гидрировании глюкозы выгоднее использовать непрерывный метод. Однако гидрирование ведут и периодическим способом. При этом необходимо меньшее давление водорода:

В продутый азотом, а затем водородом автоклав загружают 30% водный раствор глюкозы и водную суспензию никеля Ренея (5% от массы глюкозы) и подают водород при давлении 7 – 8 МПа. Реакционную массу интенсивно перемешивают, так как никель быстро осаждается. Процесс ведут до тех пор, пока давление водорода не перестает уменьшаться. Не вступивший в реакцию водород через ресивер подают для продувки соседнего автоклава, а затем сбрасывают в атмосферу через специальную линию в трубу. Реакционную массу охлаждают, никель отфильтровывают, а затем очищают от примесей тяжелых металлов на ионитах. Вначале на колонне с катионитом КУ-2, а потом на анионите ЭДЭ-10П. Водный раствор сорбита упаривают в распылительной сушилке. Полученный 95% сироп обрабатывают спиртом. Кристаллический сорбит отфильтровывают на центрифуге. Никелевый катализатор может быть использован повторно. Аналогично получают маннит.