毕业论文：贝诺酯合成的最优工艺
江西中医学院
2012届毕业论文
论文题目：正交设计法筛选贝诺酯合成的最优工艺课题来源：自选课题
论文性质：应用基础研究
学生姓名：徐晓芬
学生学号：200801010103
所在班级：药学院08药学（2）班
导师姓名：刘燕华
导师职称：高级实验师
导师电话：0791-*******
导师签名：
实习单位：江西中医学院药物化学学科组
单位地址：江西中医学院
完成时间：2012年5月
目录
一、论文
1、标题和作者 (2)
2、中文摘要及关键词 (2)
3、英文摘要及关键词 (2)
4、前言 (3)
5、正文 (3)
6、讨论或小结 (6)
7、参考文献 (7)
8、文献综述 (8)
9、致谢及声明 (13)
二、导师评阅意见表
三、实验总结
四、平时成绩表
正交设计法筛选贝诺酯合成的最优工艺
徐晓芬（江西中医学院330006）刘燕华（江西中医学院药化学科组330006）
中文摘要
目的：利用正交设计法探索贝诺酯的最佳合成工艺。方法：以溶剂种类、NaOH
(33)试验方溶液浓度和反应时间为三个因素，采用正交设计法的三因素三水平L
9
案，经过直观分析和方差分析筛选出最佳反应条件。结果：最佳试验条件是乙酰水杨酰氯以苯作溶剂，NaOH溶液浓度为10%，酯化反应时间2h。结论：按上述最佳工艺条件重复试验，所得结果稳定，极大地缩短了反应时间，提高了产率。关键词贝诺酯；正交设计法；溶剂；合成条件
Abstract
Objective:To explore the optimal reaction conditions for Benorilate synthesis through orthogonal design method.Methods:In solvent type, NaOH solution concentration and reaction time for three factors, using orthogonal design method of the three factors and three levels of pilot programs, through visual analysis and variance analysis selected the best reaction conditions.Results:The best test conditions is acetylsalicylic acid.the cinnamyi chloride with benzene solvent, NaOH solution concentration is 10%, and two hour esterification reaction time. Conclusion: According to the above best technological conditions repeat experiments, the results stability, greatly shorten the reaction time and improve production rate.
Key words
Benorilate synthesis；orthogonal design method；solvent；factors of synthesis
前言
贝诺酯(Benorilate)化学名:2-乙酰氧基苯甲酸对乙酰氨基苯酯，又名扑炎痛、苯乐来，是非甾体类抗风湿、解热镇痛药，是阿司匹林与扑热息痛以酯键结
合的亲酯性化合物。该药具有对胃刺激小、毒性低和作用时间长等特点，广泛作用于临床。国内1984年批准使用，该药生产工艺所采用的合成路线如下[1]。
该合成工艺所存在的问题是:当乙酰水杨酰氯B直接滴加到扑热息痛C的NaOH 碱性溶液中时,由于分子中存在一个不稳定的酯基，使B部分水解而使总收率低于65%。改进方法，以丙酮作溶剂，但存在反应时间长，产率低(约70%)和成本高等缺点[2]。本实验选用正交设计方法考察了溶剂、NaOH溶液浓度及反应时间对酯化反应收率的影响，得出贝诺酯合成的最佳工艺条件，产品质量符合部颁标准[3]。
正文
1、仪器与试剂
1.1 原料与试剂：阿司匹林（药用）、扑热息痛（化学纯）、二氯亚砜（分析纯）、吡啶（分析纯）、氢氧化钠（化学纯）、苯（化学纯）、甲苯（化学纯）、二甲苯（化学纯）、丙酮（化学纯）
1.2 主要仪器：搅拌机、电热套、铁架台、恒温水浴锅、三口瓶（150ml）、直形冷凝管、抽滤瓶（250ml）、布氏漏斗（60mm）、温度计（100℃）、量筒、滴管
2、实验部分
2.1 乙酰水杨酰氯的制备
在装有搅拌器、温度计的150ml三口瓶（上端连有导管通入到NaOH吸收液）中加入阿司匹林(18.0g,0.10mol)，常温下滴加二氯亚砜(12ml,0.144mol)及吡啶溶液(4d)，用电热套加热，维持70 ~75℃反应大约2.5h，至无气体放出，稍冷却，然后减压抽除过量的二氯亚砜，得淡黄色透明乙酰水杨酰氯，加入12ml的丙酮溶剂（做正交设计试验时使用：苯/甲苯/二甲苯溶剂）密封保存待用。
2.2 贝诺酯的合成
在装有搅拌器、温度计的150ml三口瓶中加入扑热息痛（8.6g，0.047mol）、水(50.0ml)及NaOH溶液(18.0ml) （做正交设计试验时使用的NaOH溶液浓度分别为：5%/10%/15%），待扑热息痛溶解后，缓慢滴加乙酰水杨酰氯的丙酮溶液，调节PH至10，水浴控温20~25℃，强力搅拌两小时后，抽滤水洗至中性，烘干得粗品。以1：8的95%乙醇重结晶，抽滤干燥，得白色结晶的精品。
2.3 成品的鉴别
2.3.1取少量成品和扑热息痛原料分别滴加氯化铁溶液，扑热息痛加入氯化铁溶液会显蓝紫色，成品加入氯化铁溶液后无显色反应，说明所得成品中不含有扑热息痛的原料杂质。
2.3.2 用熔点测定仪微量法分别测原料和成品的熔点，测得成品熔点为169~174℃，阿司匹林135℃，贝诺酯174℃，扑热息痛169-171℃，与文献报道一致[4]，说明所得成品中不含有阿司匹林的原料杂质。
2.3.3 采用薄层检验方法定性判断成品中的所含成分，使用的薄层展开剂：二氯甲烷-乙醚-冰醋酸（80:15:4），测得结果为成品中不含有原料扑热息痛和阿司匹林的成分。
3、结果与讨论
3.1 正交设计
(33)正交表，以NaOH溶液浓度（因素A）、溶剂实验方案：设计三因素三水平L
9
种类(因素B)和反应时间(因素C)为影响因素，以不同水平参加反应，以产物产量为评价指标，进行正交设计试验，做直观分析和方差分析，得到正交实验表1~3。
Ki为同一因素同一水平的目标值之和，ki=Ki／3，极差R= max(ki)-min(ki)。
[5]根据极差R大小可判断出各因素对产品收率的影响主次顺序为：因素C>因素
A>因素B，反应时间为主要因素，NaOH溶液浓度与溶剂的选择是次要因素。经分
析确定最优水平组合是A
2 B
1
C
2
，即最佳实验条件为苯作溶剂、10%NaOH溶液及
2h反应时间。按上述最佳工艺重复试验，所得结果稳定，重现性好。
表3 方差分析结果（F
0.05(2,2)=19.00 F
0.01(2,2)
=99.00）
方差分析：由方差分析结果可知，三个因素在相应水平的变化对产物产量的影响均不显著，对实验结果影响较小，且因素C>因素A>因素B。
3.2 小结
在酰氯化的反应过程中，由于乙酰水杨酰氯极其活泼，所以一定要保证反应在无水条件下进行。NaOH溶液浓度对贝诺酯的收率有较大影响，这是因为高浓度的NaOH溶液易使乙酰水杨酰氯水解和贝诺酯的酯基水解。通过多次平行实验，我们发现，NaOH溶液的浓度为10%时，贝诺酯的收率和纯度均较好。在合成贝诺酯时，使用不同溶剂对贝诺酯合成的收率影响并不显著，考虑到苯的毒性较大和二甲苯的价格较昂贵，故可选用甲苯作为溶剂。
本实验采用了正交设计法，该法的基本特点是用部分代替全面，通过对部分试验结果的分析，可以了解全面试验的情况，具有很强的代表性和综合可比性。
参考文献
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文献综述
非甾体解热镇痛药的现状和应用发展
徐晓芬（江西中医学院330006）刘燕华（江西中医学院药化学科组330006）摘要：解热镇痛类药物包括传统的非甾体类抗炎药(COX-1 抑制剂)、非传统的非甾体类抗炎药(COX-2 抑制剂和一氧化氮释放型NSAIDs)。非甾体解热镇痛药具有疗效明确、耐受性好等优点, 但其导致的以胃肠道为主的不良反应限制其进一步应用。本文综述了此类药物作用机理的研究,以及新型COX-2 选择性制剂的应用。预计在今后的一段时期内,研究COX-2 选择性抑制剂,发现新结构类型的高活性化合物仍是主攻方向。
关键词：非甾体解热镇痛药；临床应用；发展概况
1. 解热镇痛药的应用现状
解热镇痛药是目前临床上最常使用的退热和减轻慢性钝痛的药物,大部分还具有抗风湿以及抗炎的作用,应用范围广泛。解热镇痛药的产量不断上升,仅阿司匹林的年产量就有一万吨,大约为全球产量的70%[1],加之人们对解热镇痛药的认识不足,从而进入“解热镇痛药是万能药”的误区,滥用严重。为此,本文针对解热镇痛药滥用的主要原因进行分析,并提出相应的解决方法,为临床上合理使用解热镇痛药提供理论参考依据[2]。
自从阿司匹林于1898年上市以来的一个多世纪里,非甾体类镇痛消炎药已增至百余个品种,成为全球最畅销的药品。NSAIDs具有疗效明确,耐受性好等优点,然而NSAIDs导致的胃肠道不良反应限制了NSAIDs的进一步应用[3]。在美国,一年中超过1亿5千万张非甾体类抗炎药处方用于急慢性疼痛或风湿性疾病的治疗,每年因NSAIDs所致严重胃肠道并发症,使10.7万人次住院,1.65万人死亡。在英国,每年因服用NSAIDs而并发的溃疡病约1.4万人,死亡0.2万人[4][5]。兽医临床上NSAIDs 的需求量十分巨大,其年消费量仅次于化疗药。我国现有动物用NSAIDs 品种单一、副作用明显,迫切需要开发引进疗效更好和副作用较小的新药[6] 。非甾体解热镇痛药是产量大、使用广泛的药品。近年来,解热镇痛药市场上普通制剂供大于求,因此关注国外新制剂新剂型的发展有助于在百花丛中挖掘出“金矿”
[7]。
2. 非甾体解热镇痛药的应用发展
近年来, 国内外学者对其作用机制进行了大量研究,发现产生不良反应主要是由于NSAIDs非选择性地抑制了环氧化酶(COX)的两个亚型:COX-1、COX-2。其中前者为结构酶,主要在胃肠道、肾及血小板合成前列腺素,是维持人体生理需要的要素酶。后者为诱导酶,在正常情况下细胞中极少,在机体受到损伤发生炎症或组织生长状态发生变化时,诱导激活COX-2,加剧炎症反应。随着对此类药物的进一步应用研究,新的选择性非甾体解热镇痛药不断问世,而同时此类药物在其他领域的应用也逐渐引起注意。[8][9]
2.1 发热和疼痛的原理
当细菌、病毒或某些炎性分泌物等致热原作用于丘脑下部的体温调节中枢时，使周围血管收缩，散热减少，组织氧化分解加速，产热增加，使体温上升。解热镇痛药作用于体温调节中枢，通过血管扩张、出汗等增加散热，于是使体温下降，但正常体温不受解热镇痛药影响。疼痛的发生机制则是由于前列腺素、激肽、组织胺、5-羟色胺、乙酰胆碱、高渗和低渗溶液、酸性和碱性物质、钾离子等物质刺激了末梢神经感受器所致。解热镇痛药能对抗这些物质，从而起到止痛、消炎、抗风湿等作用。解热镇痛药是通过抑制环氧化酶（COX）阻止花生四烯酸（AA）转化为前列腺素（PG）和血栓烷素A2（TXA2），进而发挥抗炎、解热、止痛及抗风湿作用的药物[10]。
2.2 NO供体修饰非甾体类抗炎药
一氧化氮（NO）是内源性化合物，具有明显的保护胃肠道黏膜，维持血管张力，抑制血小板、白细胞聚集，防止血栓形成和改善血液循环的作用，NO供体（即拥有释放NO能力的分子或基团）与NSAIDs偶联生成的NO供体非甾体类抗炎药（NO-NSAIDs）具有降低NSAIDs的不良反应（如胃肠道及心血管不良反应）和增加NSAIDs疗效（如抗血小板活性增加）的特点。随着人们对NO-NSAIDs研究的逐渐深入，发现该类药物除了具有在炎症治疗方面副作用减轻的优点外，在癌症、阿尔茨海默病（AD）和糖尿病的治疗中也有疗效。[11]
2.3 COX-1和COX-2的作用机制
COX-1和COX-2三维空间结构约有60%是相同的,对其晶型结构的研究表明二
者内部都有一条又长又窄的通道,通道形状类似于U型发夹。花生四烯酸从损伤的膜中释放出来进入通道,并环合氧化成前列腺素PGH2进而衍生出其他前列腺素。COX-2选择性抑制剂可以与COX-2特异性结合,而不影响花生四烯酸在COX-1通道中心的环合[12]。COX-1在细胞内维持机体正常的生理机能,如促进肾血流量,保护胃黏膜及调节血小板聚集等功能。COX-2在正常情况下细胞中极少,但当单核细胞、巨噬细胞、滑膜细胞、软骨细胞等接触了内毒素、脂多糖、抗肿瘤坏死因子(TNF)、白介素-1(IL-1)致炎因子或细胞因子后,可产生大量的COX-2,进而促进组织大量合成致炎性前列腺素,引起组织的炎症反应。COX-2还在肠道对食源性抗原的耐受性、溃疡的愈合、排卵和器官移植等方面发挥重要生理作用[13]。
2.4 NSAIDs的作用机制
NSAIDs与COX结合,掩盖了酶的活性中心,从而阻断了该酶催化的花生四烯酸转化为前列腺素的代谢过程。抑制COX 可能导致花生四烯酸转向脂氯化酶代谢途径。该途径能增加白三烯的生成。而白三烯进一步增强NSAIDs诱导的周围性水肿和气喘患者的支气管哮喘。NSAIDs 与COX结合方式很多,阿司匹林与血小板中COX 以共价键方式结合,稳定且不可逆。其他一些NSAIDs可通过形成可逆的离子键与COX 结合。[14]
COX理论也许过于简单化, 某些NSAIDs能抑制与中性粒细胞结合磷脂酶A2和磷脂酶C 以及超氧阴离子的生成，抑制中性粒细胞活化和淋巴细胞增殖等。用结肠炎症的动物模型进行的一项研究表明，选择性地抑制COX-2后，结肠的炎症反应反而加重。COX-2选择性抑制剂临床试验时间较短，不能由此认定可长期使用。
[15]
2.5 新型选择性COX-2抑制剂的安全性
塞来昔布上市仅半年,澳大利亚药物不良反应咨询委员会已经收到919份可疑的不良反应报告,其中有9份为急性肾衰或使慢性肾衰加重。另一个COX-2抑制剂罗非昔布,有7例严重急性肾功能衰竭的报告,其中2人死亡。[16]从一些报道中可见,传统的非甾体类抗炎药较选择性COX-2抑制剂,在疗效和不良反应上的优劣,尚需长期临床应用,才能作出评价[17]。
3．结语
NSAIDs类药物经过一个多世纪的发展和对其机制研究的逐渐深入，已开发出
COX-2抑制剂NO释放型NSAIDs，从而减轻了其副作用，增加了NSAIDs类药物的多效性。尽管目前部分药物的临床疗效还不够理想，但COX-2选择性抑制剂和NO释放型NSAIDs仍是NSAIDs类药物研究的热点，并且已在临床应用中显示了巨大的潜力。
参考文献
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致谢
本课题是由刘燕华老师精心设计，并对我们的实验操作、数据分析进行了精心指导，这是该课题得以顺利完成的重要保证。老师严谨的治学态度，活跃的学术思想，时时刻刻感染着我，鞭策着我，督促我用更高的标准要求自己。她在我们的整个试验的过程中给予了精心的指导。教给了我们很多实验技巧和方法。不仅指导我们顺利完成了这个试验还让我们在试验过程中学到了很多知识。在此谨表示最衷心的感谢！
感谢同一实验组的同学在学习生活上给予我的无私帮助。他们严谨求实的科研态度将会永远激励着我。在此谨表示最诚挚的谢意！
最后，再次衷心感谢曾经给与我帮助与支持的所有的人，感谢江西中医学院给我提供了良好的学习环境和机会！
此致
敬礼！
08药学（2）班徐晓芬 2012 年05月06日江西中医学院毕业论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在老师指导下独立进行研究所取得的科研成果。除了文中特别加以标注引用的地方外，论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果和作品。对本论文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确的方式表明。本人完全明白本声明的法律后果由本人承担。
签名：徐晓芬
2012 年 05月 07 日
关于毕业论文使用授权的声明
本人完全了解江西中医学院有关保留、使用毕业论文的规定。相关规定的内容是：学校有权保留所送交论文的原件，允许本论文被查阅和借阅；学校可以公布本论文的全部或部分内容，可以影印或其他复制手段保存本论文和汇编本论文。
签名：徐晓芬
2012 年 05月 07日
江西中医学院毕业设计（论文）指导教师评阅意见表
（药学类专业）
实验总结
江西中医学院毕业实习平时成绩表
（药学类专业）