Восстановление кратных c-n связей.
При получении препарата амфетамин (фенамин, вляется стимулятором деятельности ЦНС, снижает аппетит, снимает сонливость) в одном реакторе из 1-фенилпропа-2-она в 15% аммиаке образуется соответствующий имин и далее он восстанавливается водородом на скелетном никеле до фенилпропиламина.
Основание препарата переводят в сульфат.
В синтезе обезболивающего препарата местного действия – дикаина азометин восстанавливают цинком в уксусной кислоте:
Ацетат цинка отфильтровывают и переводят основание в гидрохлорид. Восстановление азометина может быть осуществлено также и с помощью каталитического гидрирования на никелевом катализаторе при давлении водорода 4 МПа.
Как отмечалось при рассмотрении методов селективного синтеза первичных аминов в разделе «Нуклеофильное замещение у насыщенного атома углерода», широко используется восстановление нитрилов. При этом ведут жидкофазное каталитическое гидрирование на никелевом катализаторе при давлении водорода 4 – 6 МПа. Температуру подбирают таким образом, чтобы нитрил и амин находились в растворе. Наиболее крупнотоннажным продуктом является гексаметилендиамин, который является промежуточным продуктом при получении нейлона:
В этом случае используют кобальтовый катализатор, нанесенный на силикагель. Однако, по сравнению с использованием никеля, приходится увеличивать давление водорода до 30 МПа. В синтезе препаратов папаверин и хлорпромазин (аминазин) нитрильную группу восстанавливают водородом на никелевом катализаторе.
Условия гидрирования приведены на схемах:
По сравнению с использованием кобальта давление водорода в этих синтезах ниже.
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 - диметиламинопропанола (см. синтез хлорпромазина).
В ХФП наиболее часто из кетонов получают спирты. Так в синтезе препарата фенилэфрин (мезатон) м-нитро--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 1 и 2 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.