苯佐卡因的制备
苯佐卡因的制备

苯佐卡因合成路径
1、以对甲基苯胺为原料,经酰化、氧化、水解、酯化制得苯佐卡因:
2、先用硫酸亚铁还原对硝基苯甲酸得对氨基苯甲酸, 再与无水乙醇在酸性条
件下酯化得苯佐卡因。
3、对硝基苯甲酸在浓硫酸的催化下先酯化得对硝基苯甲酸乙酯, 对硝基苯甲
酸乙酯经铁粉还原得苯佐卡因。
4、
CH 3
NO 2
COOH NO 2COOH NO 2NO 2COOC 2H 5NO 2COOC 2H 5COOC 2H 5
NH 2H 2SO 4H 2SO 4Na 2Cr 2O 7Na 2SO 4Cr 2(SO 4)3H 2O H 2O
H 2O Fe Fe 3O 4++++++++C 2H 5OH
++
5、以对硝基苯甲酸为原料一步制备的方法
COOH NO 2COOC 2H 5
NH 2C 2H 5OH
HCI,Sn
五条路线的优缺点:
方法1、所用条件较温和,反应时间适中,原料易得,收率较好,适合实验室进行。
方法2、用硫酸亚铁还原生成的对氨基苯甲酸,由于其羰基与铁离子形成不溶性沉淀而混于铁泥中不易分离,此外对氨基苯甲酸的化学活性比对硝基苯甲酸的活性低,故其第二步的酯化反应的效率不高,产物的收率较低。
方法3、工艺成熟,原料易得,是许多药厂采用的方法。
但浓硫酸因具有强氧化性,使副反应较多,后续处理麻烦,产品色泽深,对设备腐蚀严重。
方法4、该法分酯化、还原和精制三步进行, 总收率为45% ,产物的收率比较低。
方法5、此法工艺简单, 反应周期短,催人剂金属的价格适宜, 来源容易, 所得产品纯度高, 收率也高。
苯佐卡因的合成

苯佐卡因的合成一、实验目的1 设计从对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸乙酯的不同路线,从中选择相应路线。
2 熟练掌握蒸馏、抽滤、回流、洗涤、干燥、熔点测定等基本操作。
3 掌握有机化学实验相关资料的查找和整理及实验报告的制订。
二、实验原理苯佐卡因(Benzocaine )是对氨基苯甲酸乙酯的通用名称,可作为局部麻醉药物。
以对硝基甲苯为原料,可以有三种不同的合成路线制苯佐卡因。
苯佐卡因化学名为对氨基苯甲酸乙酯,化学结构式为:苯佐卡因为白色结晶性粉末,味微苦而麻;mp.88~90℃;易溶于乙醇,极微溶于水。
合成路线如下:1、对硝基甲苯 还原 对甲苯胺 乙酰化 对甲基乙酰苯胺氧化 对乙酰氨基苯甲酸 酯化、水解 对氨基苯甲酸乙酯2、对硝基甲苯 氧化 对硝基苯甲酸 还原 对氨基苯甲酸酯化 对氨基苯甲酸乙酯3、2、对硝基甲苯 氧化 对硝基苯甲酸 酯化对硝基苯甲酸乙酯 还原 对氨基苯甲酸乙酯[1] 《有机化学实验》奚关根 等编著 华东理工大学出版社[2] 《有机化学实验与指导》屠树滋 主编 中国医药科技出版社[3] 《有机化学实验》夏忠英等编著 中国中医药出版社三、实验方案与安全注意方法(一) 主反应:CH 3NO 2Fe/HCl NH 2CH 32CH 3+ (CH 3CO)2O CH 33 + CH 3COOHCH 33+ 2KMnO 4 + H 2O 3COOH+ 2MnO 2 +2KOH + H 2O+ CH 3COOH3COOH + CH 3CH 2OH 24NH 22CH 3副反应:C O O C 2 H 5 N H 2COOHNHCOCH3+ KOHCOOK3+ H2O H2SO4COOHNHCOCH3COOK3++ KHSO4步骤:(1)对甲基苯胺的制备在250ml三口烧瓶上装配电动搅拌器、回流冷凝管和温度计。
向三口瓶中加入10g细铁屑和90ml水。
在微微加热和搅拌下,加入浓盐酸(比重1.19)0.9ml。
苯佐卡因的制备

苯佐卡因的制备摘要本实验主要内容是以对氨基甲苯为原料制备对氨基苯甲酸乙酯。
最先由对氨基甲苯与乙酸进行酰化得对甲基乙酰苯胺,产率为96.6%,后将对甲基乙酰苯胺氧化得对乙酰氨基苯甲酸,产率为59.1%。
后产物水解得对氨基苯甲酸,产率为11.8%。
最后对氨基苯甲酸与乙醇发生酯化反应,生成对氨基苯甲酸乙酯,产率为17.6%。
最后得到产率为0.9%。
该实验是综合和设计研究型实验,把化合物的合成、组成分析、性质表征、仪器的应用有机地结合起来,使学生掌握各种类型的合成、表征和实际应用以及仪器的使用等综合实验知识和技能,为以后的毕业论文的设计和将来开展科学研究工作打好基础。
关键词: 苯佐卡因;对甲苯胺;局部麻醉剂;合成引言对氨基苯甲酸乙酯,别名苯唑(佐)卡因。
分子式: C9H11O2N。
相对分子质量为165.19。
化学结构式为:COOC2H52熔点为91-92℃。
①苯佐卡因(Benzocaine)为白色结晶性粉末,无臭,味微苦而麻;遇光渐变黄色;易溶于乙醇,乙醚或氯仿等,极微溶于水苯佐卡因的用途苯佐卡因临床上一般用于局部麻醉,其起效迅速,对粘膜没有渗透性,毒性低。
②还可用作紫外线吸收剂。
主要用于防晒类和晒黑类化妆品,对光和空气的化学性稳定,对皮肤安全,还具有在皮肤上成膜的能力。
能有效地吸收U.V.B 区域280-320μm 中波光线区域)的紫外线。
添加量通常为4%左右。
③苯佐卡因及中间体的物理和化学性质中间体对甲基乙酰苯胺的物理和化学性质对甲基乙酰苯胺【N-(4-methylphenyl)- Acetamide】,分子式: C9H11NO化学结构式为:分子质量: 149.19 ,沸点: 307℃(升华),熔点: 148-151℃。
无色针状结晶。
闪点168℃,相对密度1.212。
微溶于水,溶于醇;醚;乙酸乙酯;冰乙酸和热水。
用途: 有机合成中间体。
④中间体对乙酰氨基苯甲酸的物理和化学性质对乙酰氨基苯甲酸【4-Acetamidobenzoic acid】,分子式:C9H9NO3,化学结构式为:分子量:179.180,熔点256.5℃。
苯佐卡因(Benzocaine)的合成

苯佐卡因(Benzocaine)的合成方案(一)一、目的要求:1. 通过苯佐卡因的合成,了解药物合成的基本过程。
2. 掌握氧化、酯化和还原反应的原理及基本操作。
二、实验原理:苯佐卡因为局部麻醉药,外用为撒布剂,用于手术后创伤止痛,溃疡痛,一般性痒等。
苯佐卡因化学名为对氨基苯甲酸乙酯,化学结构式为:苯佐卡因为白色结晶性粉末,味微苦而麻;mp.88~90℃;易溶于乙醇,极微溶于水。
合成路线如下:三、实验方法(一)对硝基苯甲酸的制备(氧化)在装有搅拌棒和球型冷凝器的250 mL三颈瓶中,加入重铬酸钠(含两个结晶水)23.6 g,水50 mL,开动搅拌,待重铬酸钠溶解后,加入对硝基甲苯8 g,用滴液漏斗滴加32 mL浓硫酸。
滴加完毕,直火加热,保持反应液微沸60-90 min (反应中,球型冷凝器中可能有白色针状的对硝基甲苯析出,可适当关小冷凝水,使其熔融)。
冷却后,将反应液倾入80 mL冷水中,抽滤。
残渣用45 mL水分三次洗涤。
将滤渣转移到烧杯中,加入5% 硫酸35 mL,在沸水浴上加热10 min,并不时搅拌,冷却后抽滤,滤渣溶于温热的5% 氢氧化钠溶液70 mL中,在50℃左右抽滤,滤液加入活性碳0.5 g脱色(5~10 min),趁热抽滤。
冷却,在充分搅拌下,将滤液慢慢倒入15% 硫酸50 mL中,抽滤,洗涤,干燥得本品,计算收率。
(二)对硝基苯甲酸乙酯的制备(酯化)在干燥的100 mL圆底瓶中加入对硝基苯甲酸6 g,无水乙醇24 mL,逐渐加入浓硫酸2 mL,振摇使混合均匀,装上附有氯化钙干燥管的球型冷凝器,油浴加热回流80 min(油浴温度控制在100~120℃);稍冷,将反应液倾入到100 mL 水中,抽滤;滤渣移至乳钵中,研细,加入5%碳酸钠溶液10 mL(由0.5 g碳酸钠和10 mL水配成),研磨5 min,测pH值(检查反应物是否呈碱性),抽滤,用少量水洗涤,干燥,计算收率。
(三)对氨基苯甲酸乙酯的制备(还原)A法:在装有搅拌棒及球型冷凝器的250 mL三颈瓶中,加入35 mL水,2.5 mL冰醋酸和已经处理过的铁粉8.6 g,开动搅拌,加热至95~98℃反应5 min,稍冷,加入对硝基苯甲酸乙酯6 g和95% 乙醇35 mL,在激烈搅拌下,回流反应90 min。
苯佐卡因的合成

实验七 苯佐卡因(Benzocaine )的合成一、目的要求1. 通过苯佐卡因的合成,了解药物合成的基本过程。
2. 掌握氧化、酯化和还原反应的原理及基本操作。
二、实验原理苯佐卡因为局部麻醉药,外用为撒布剂,用于手术后创伤止痛,溃疡痛,一般性痒等。
苯佐卡因化学名为对氨基苯甲酸乙酯,化学结构式为: COOC 2H 52苯佐卡因为白色结晶性粉末,味微苦而麻;~90℃;易溶于乙醇,极微溶于水。
合成路线如下:CH 32COOH 2COOH 22COOC 2H 52COOC 2H 5COOC 2H 52H 2SO 424Na 2Cr 2O 7Na 2SO 4Cr 2(SO 4)3H 2O H 2OH 2O Fe Fe 3O 4++++++++C 2H 5OH++三、实验方法(一)对硝基苯甲酸的制备(氧化)在装有搅拌棒和球型冷凝器的250 mL 三颈瓶中,加入重铬酸钠(含两个结晶水)23.6 g,水50 mL,开动搅拌,待重铬酸钠溶解后,加入对硝基甲苯8 g,用滴液漏斗滴加32 mL浓硫酸。
滴加完毕,直火加热,保持反应液微沸60-90 min (反应中,球型冷凝器中可能有白色针状的对硝基甲苯析出,可适当关小冷凝水,使其熔融)。
冷却后,将反应液倾入80 mL冷水中,抽滤。
残渣用45 mL水分三次洗涤。
将滤渣转移到烧杯中,加入5% 硫酸35 mL,在沸水浴上加热10 min,并不时搅拌,冷却后抽滤,滤渣溶于温热的5% 氢氧化钠溶液70 mL中,在50℃左右抽滤,滤液加入活性碳0.5 g脱色(5~10 min),趁热抽滤。
冷却,在充分搅拌下,将滤液慢慢倒入15% 硫酸50 mL中,抽滤,洗涤,干燥得本品,计算收率。
(二)对硝基苯甲酸乙酯的制备(酯化)在干燥的100 mL圆底瓶中加入对硝基苯甲酸6 g,无水乙醇24 mL,逐渐加入浓硫酸2 mL,振摇使混合均匀,装上附有氯化钙干燥管的球型冷凝器,油浴加热回流80 min(油浴温度控制在100~120℃);稍冷,将反应液倾入到100 mL 水中,抽滤;滤渣移至乳钵中,研细,加入5%碳酸钠溶液10 mL(由0.5 g碳酸钠和10 mL水配成),研磨5 min,测pH值(检查反应物是否呈碱性),抽滤,用少量水洗涤,干燥,计算收率。
苯佐卡因的制备

实验题目:苯佐卡因的合成及鉴定From 白塔一、实验目的:1.通过苯佐卡因的合成,了解药物合成的基本过程。
2.掌握氧化、还原和酯化反应的原理及基本操作,了解有机合成的基本过程。
3.学习以对甲基苯胺为原料,经酰化、氧化、水解和酯化,完成制取对氨基苯甲酸乙酯的原理和方法并进行结构确证。
4.重点研究不同催化剂对酯化反应产率的影响。
二、实验原理:(一)目标产物背景及理化性质(1)目标产物背景:苯佐卡因(Benzocaine)是对氨基苯甲酸乙酯的通用名称,可作为局部麻醉药物。
主要用于手术后创伤止痛,溃疡痛,一般性痒等。
以苯佐卡因为基础,人们合成了许多优良的对氨基苯甲酸酯类局部麻醉药,如现在还应用于临床的普鲁卡因等。
(对氨基苯甲酸乙酯,C9H11O2N,M=165)(2)理化性质:一种白色针状晶体, 分子量为 153, 熔点为 92℃;无臭,味微苦随后有麻痹感;遇光色渐变黄。
易溶于醇、醚、氯仿。
能溶于杏仁油、橄榄油、稀酸。
很难溶于水。
(二)反应流程图A.对氨基甲苯酰化:B.对甲基乙酰苯胺氧化:C.对乙酰胺基苯甲酸酯化:D.反应流程:三、仪器和试剂:详见附录1仪器试剂清单四、实验步骤(一)制备:1.对甲基乙酰苯胺的制备:在附有冷凝管的圆底烧瓶中,依次加入10g对甲基苯胺(0.09346mol)、1.75%稀盐酸244ml,在水浴上加热(T=50℃)搅拌促使溶解,溶液为浅黄色澄明,同时称取16g三水合醋酸钠,加27mL水配成溶液,温热至所有固体溶解后倒入盐酸对甲基苯胺溶液中,后加入11 mL醋酸酐(0.1165mol),立即产生大量白色絮状物并伴有白雾,反应20min,TLC监视无原料(展开剂:EtOH:CHCl3=1:99,硅胶GF254),停止反应,溶液分层,上层为白色絮状物,下层为澄清溶液,冰水浴冷却,下层溶液析出白色晶体,抽滤,冷水洗涤2次,滤饼于烘箱干燥(T=60℃),得浅黄色固体,产量12.69g,产率为91.12%,测定熔点为148.8℃(文献值[1]为154℃)。
苯佐卡因的合成

苯佐卡因的合成一、实验目的1. 通过苯佐卡因的合成,了解药物合成的基本过程。
2. 掌握多步合成(氧化、酯化和还原)反应的原理及基本操作。
3. 了解薄层层析跟踪反应技术。
二、实验原理苯佐卡因为白色结晶性粉末,熔点88~90℃,味微苦而麻,易溶于乙醇,极微溶于水。
苯佐卡因为局部麻醉药,主要用于手术后创伤止痛,溃疡痛,一般性痒等。
本实验以对硝基甲苯为原料,经氧化、酯化得对硝基苯甲酸乙酯,再经还原后得苯佐卡因。
反应式如下:三、主要仪器与试剂1.仪器锥形瓶,圆底烧瓶,三颈瓶,电磁加热搅拌器,恒压滴液漏斗,球形冷凝管,分液漏斗。
2.试剂对硝基甲苯,冰乙酸,铬酸酐,浓硫酸,还原铁粉,二氯甲烷,氯化铵,碳酸钠,氢氧化钠,无水甲醇,无水乙醇。
四、实验步骤安全预防:盐酸具有腐蚀性,避免直接接触。
甲醇易燃,避免明火。
浓硫酸具有强烈腐蚀性,皮肤接触应立即用大量清水冲洗。
1.对硝基苯甲酸的制备(氧化)锥形瓶中加入7. 5g铬酸酐和15mL水,小心滴人7.5mL浓硫酸使它们混合均匀。
把2. 5g对硝基甲苯和15mL冰乙酸加入到50mL圆底烧瓶中,装上球形冷凝管,回流搅拌使反应物溶解成一均匀的液体。
用滴管将配好的铬酸酐—硫酸液从冷凝管顶端逐滴加入,当全部加入后,搅拌回流0.5h。
冷却,将反应液加入到40mL水中,有固体物析出。
抽滤,水洗,所得粗品用适量的甲醇溶解,滤去不溶物。
滤液中滴加适量的水,直到析出晶体为止。
抽滤,真空干燥,得浅黄色片状晶体,计算产率。
2.对硝基苯甲酸乙酯的制备(酯化)在干燥的50mL圆底瓶中加入对硝基苯甲酸3g,无水乙醇12mL,逐渐加入浓硫酸1mL,振摇使混合均匀,装上附有氯化钙干燥管的球形冷凝管.回流反应约80min;稍冷,将反应液倾入到50mL水中,抽滤;滤渣研细后,用5%碳酸钠溶液研磨,抽滤,用少量水洗涤,真空干燥,计算收率。
3.对氨基苯甲酸乙酯的制备(还原)50mL三颈瓶中,加入水10mL,氯化铵0.3g,还原铁粉1.8g。
苯佐卡因制备

第一步是还原反应。
以锡粉为还原剂,在酸性介质中,将对硝基苯甲酸还原成可溶于水的对氨基苯甲酸盐酸盐:还原反应后锡生成四氯化锡也溶于水,反应完毕,加入浓氨水至碱性,生成的氢氧化锡沉淀可被滤去:而对氨基苯甲酸在碱性条件下生成羧酸铵盐仍能溶于水。
然后再用冰醋酸中和,即析出对氨基苯甲酸固体:第二步是酯化反应:酯化产物与硫酸成盐而溶于水,反应完毕加碱中和即得苯佐卡因固体。
三、试剂还原:对硝基苯甲酸:4g(0.02mol);锡粉:9 g(0.08mol);浓HCl:20mL(0.25mol);浓氨水;冰醋酸;酯化:对氨基苯甲酸(自制):2g(0.145mol);无水乙醇:20mL(0.34mol);浓硫酸:2mL;Na2CO3粉末;10% Na2CO3溶液四、实验仪器三口烧瓶;圆底烧瓶;滴液漏斗;回流冷凝管;电热套;磁力搅拌器;布氏漏斗;表面皿;烧杯;量筒五、实验步骤(实验时间10h)1.还原反应在100 mL三口烧瓶上安装回流冷凝器和滴液漏斗。
三口烧瓶中加入4g对硝基苯甲酸、9 g锡粉和磁力搅拌子,滴液漏斗中加入20mL浓HCl。
开动磁力搅拌,从滴液漏斗中滴加浓HCl,反应立即开始。
如有必要可稍稍加热以维持反应正常进行(反应液中锡粉逐渐减少)。
约20~30min后反应接近终点,反应液呈透明状。
稍冷后,将反应液倾入250 mL烧瓶中。
待反应液冷至室温后,在不断搅拌下慢慢滴加浓氨水,使溶液刚好呈碱性,注意总体积不要超过55 mL,可加热浓缩。
向滤液中小心地滴加冰醋酸,即有白色晶体析出。
继续滴加少量冰醋酸,则有更多的固体析出,用蓝色石蕊试纸检验直到呈酸性为止。
在冷水浴中冷却后抽滤得白色固体,晾干后称重,产量约为2 g。
纯对氨基苯甲酸为黄色晶体,m.p.为184~186℃。
2.酯化反应在100 mL三口烧瓶中加入2g对氨基苯甲酸、20mL无水乙醇和2mL浓硫酸。
将混合物充分摇匀,投入沸石,安上回流冷凝管,在电热套中加热回流1h,反应液呈无色透明状。
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文献 1苯佐卡因的合成一、目的要求1. 通过苯佐卡因的合成,了解药物合成的基本过程。
2. 掌握氧化、酯化和还原反应的原理及基本操作。
二、实验原理苯佐卡因为局部麻醉药,外用为撒布剂,用于手术后创伤止痛,溃疡痛,一般性痒等。
苯佐卡因化学名为对氨基苯甲酸乙酯,化学结构式为:苯佐卡因为白色结晶性粉末,味微苦而麻;mp.88~90℃;易溶于乙醇,极微溶于水。
合成路线如下:三、实验仪器与试剂1、仪器:250 mL三颈瓶、100 mL圆底瓶、液漏斗、布氏漏斗、烧杯、水浴、球型冷凝器、乳钵、2、试剂:重铬酸钠、蒸馏水、对硝基甲苯、浓硫酸、5% 硫酸、5% 氢氧化钠溶液、活性碳、15% 硫酸、对硝基苯甲酸、无水乙醇、5%碳酸钠溶液、冰醋酸、铁粉、对硝基苯甲酸乙酯、95% 乙醇、碳酸钠饱和溶液、50% 乙醇、四、实验方法(一)对硝基苯甲酸的制备(氧化)在装有搅拌棒和球型冷凝器的250 mL三颈瓶中,加入重铬酸钠(含两个结晶水)23.6 g,水50 mL,开动搅拌,待重铬酸钠溶解后,加入对硝基甲苯8 g,用滴液漏斗滴加32 mL浓硫酸。
滴加完毕,直火加热,保持反应液微沸60-90 min(反应中,球型冷凝器中可能有白色针状的对硝基甲苯析出,可适当关小冷凝水,使其熔融)。
冷却后,将反应液倾入80 mL 冷水中,抽滤。
残渣用45 mL水分三次洗涤。
将滤渣转移到烧杯中,加入5% 硫酸35 mL,在沸水浴上加热10 min,并不时搅拌,冷却后抽滤,滤渣溶于温热的5% 氢氧化钠溶液70 mL 中,在50℃左右抽滤,滤液加入活性碳0.5 g脱色(5~10 min),趁热抽滤。
冷却,在充分搅拌下,将滤液慢慢倒入15% 硫酸50 mL中,抽滤,洗涤,干燥得本品,计算收率。
(二)对硝基苯甲酸乙酯的制备(酯化)在干燥的100 mL圆底瓶中加入对硝基苯甲酸6 g,无水乙醇24 mL,逐渐加入浓硫酸2 mL,振摇使混合均匀,装上附有氯化钙干燥管的球型冷凝器,油浴加热回流80 min(油浴温度控制在100~120℃);稍冷,将反应液倾入到100 mL水中,抽滤;滤渣移至乳钵中,研细,加入5%碳酸钠溶液10 mL(由0.5 g碳酸钠和10 mL水配成),研磨5 min,测pH 值(检查反应物是否呈碱性),抽滤,用少量水洗涤,干燥,计算收率。
(三)对氨基苯甲酸乙酯的制备(还原)A法:在装有搅拌棒及球型冷凝器的250 mL三颈瓶中,加入35 mL水,2.5 mL冰醋酸和已经处理过的铁粉8.6 g,开动搅拌,加热至95~98℃ 反应5 min,稍冷,加入对硝基苯甲酸乙酯6 g和95% 乙醇35 mL,在激烈搅拌下,回流反应90 min。
稍冷,在搅拌下,分次加入温热的碳酸钠饱和溶液(由碳酸钠3 g和水30 mL配成),搅拌片刻,立即抽滤(布氏漏斗需预热),滤液冷却后析出结晶,抽滤,产品用稀乙醇洗涤,干燥得粗品。
(四)精制将粗品置于装有球形冷凝器的100 mL圆底瓶中,加入10~15倍(mL/g)50% 乙醇,在水浴上加热溶解。
稍冷,加活性碳脱色(活性碳用量视粗品颜色而定),加热回流20 min,趁热抽滤(布氏漏斗、抽滤瓶应预热)。
将滤液趁热转移至烧杯中,自然冷却,待结晶完全析出后,抽滤,用少量50% 乙醇洗涤两次,压干,干燥,测熔点,计算收率。
(五)结构确证1. 红外吸收光谱法、标准物TLC对照法。
2. 核磁共振光谱法。
注释:1. 氧化反应一步在用5% 氢氧化钠处理滤渣时,温度应保持在50℃左右,若温度过低,对硝基苯甲酸钠会析出而被滤去。
2. 酯化反应须在无水条件下进行,如有水进入反应系统中,收率将降低。
无水操作的要点是:原料干燥无水;所用仪器、量具干燥无水;反应期间避免水进入反应瓶。
3. 对硝基苯甲酸乙酯及少量未反应的对硝基苯甲酸均溶于乙醇,但均不溶于水。
反应完毕,将反应液倾入水中,乙醇的浓度降低,对硝基苯甲酸乙酯及对硝基苯甲酸便会析出。
这种分离产物的方法称为稀释法。
4. 还原反应中,因铁粉比重大,沉于瓶底,必须将其搅拌起来,才能使反应顺利进行,故充分激烈搅拌是铁酸还原反应的重要因素。
A法中所用的铁粉需预处理,方法为:称取铁粉10 g置于烧杯中,加入2% 盐酸25 mL,在石棉网上加热至微沸,抽滤,水洗至pH 5~6,烘干,备用。
文献 3实验二十四苯佐卡因的合成一、实验目的1.学习多步有机合成实验路线的选择和最终产率的计算。
2.掌握回流、过滤等操作。
二、实验原理苯佐卡因(Benzocaine)是对氨基苯甲酸乙酯的通用名称,可作为局部麻醉药物。
以对硝基甲苯为原料,可以有三种不同的合成路线制苯佐卡因。
第一条合成路线步骤多,得率较低。
第二、第三步路线则步骤少、产率高,尤以第二条路线效果最佳,具有实验步骤少、操作方便、产率高的优点。
并可利用前面一般合成中的产品(对硝基苯甲酸)作为原料,既可节约药品,又能提高学生的兴趣。
采用第二条路线,以对硝基甲酸为原料,通过先还原后酯化制得苯佐卡因。
反应分为二步,第一步是还原反应以对硝基苯甲酸为原料,锡粉为还原剂,在酸性介质中,苯环上的硝基还原成氨基,产物为对氨基苯甲酸。
这是一个既含有羧基又有氨基的两性化合物,故可通过调节反应液的酸碱性将产物分离出来。
还原反应是在酸性介质中进行的,产物对氨基苯甲酸形成盐酸盐而溶于水中:还原剂锡反应后生成四氯化锡也溶于水中,反应完毕加入浓氨水至碱性,四氯化锡变成氢氧化锡沉淀可被滤去,而对氨基苯甲酸在碱性条件下生成羧酸氨盐仍溶于其中。
432444()4SnCl NH H O Sn OH NH Cl +⋅→↓+然后再用冰乙酸中和滤液,对氨基苯甲酸固体析出。
对氨基苯甲酸为两性介质,酸化或碱化时都须小心控制酸碱用量,否则严重影响产量与质量,有时甚至生成内盐而得不到产物。
第二步是酯化反应。
由于酯化反应有水生成,且为可逆反应,故使用无水乙醇和过量的硫酸。
酯化产物与过量的硫酸形成盐而溶于溶液中,反应完毕加入碳酸钠中和,即得苯佐卡因。
三、实验装置还原作用和酯化作用两步反应装置均采用回流冷凝装置。
见图3-13。
四、实验试剂与器材试剂:对硝基苯甲酸、锡粉、浓硫酸、浓氨水20ml 、无水乙醇、冰醋酸、碳酸钠(固体)、浓硫酸、10%碳酸钠溶液。
器材:圆底烧瓶(100ml,19×1)、球形冷凝管(200ml,19×2)、烧杯(250ml )、布氏漏斗(60mm )、吸滤瓶(250ml )、培养、循环水利用真空泵。
五、实验步骤1. 还原反应称取4g (0.02mol )对硝基苯甲酸、9g (0.08mol )、锡粉加入到100mL 圆底烧瓶中,装上回流冷凝管,从冷凝管上口分批加入20mL (0.25mol )浓盐酸酸,边加边振荡反应瓶,反应立即开始(如有必要可用小火加热至反应发生)。
必要时可用微热片刻以保持反应正常进行,反应液中锡粉逐渐减少,当反应接近终点时(约20~30min )、反应液呈透明状。
稍冷,将反应液倾倒入250mL 烧杯中,用少量水洗涤留存的锡块固体。
反应液冷至室温,慢慢地滴加浓氨水,边滴加边搅拌,合并滤液和洗液。
注意总体积不要超过55Ml ,若体积超过55mL ,可在水浴上浓缩。
向滤液中小心地滴加冰醋酸,有白色晶体析出,再滴加少量冰醋酸,有更多的固体析出。
用蓝石蕊试纸检验呈酸性为止。
在冷水浴中冷却,过滤得白色固体,晾干后称重,产量约2g 。
2酯化反应将制得的2g(0.015mol)对氨基苯甲酸,放入100mL圆底烧瓶中,加入20mL(0.34mol)无水乙醇和2.5mL(0.045mol)浓硫酸(乙醇和浓硫酸的用量可根据每人得到的对氨基苯甲酸的多少而作相应调整)。
将混合物充分摇匀,投入沸石,水浴上加热回流1h,反应液呈无色透明状。
趁热将反应液倒入盛有85mL水的250mL烧杯中。
溶液稍冷后,慢慢加入碳酸钠固体粉末,边加边搅拌,使碳酸钠粉末充分溶解,当液面有少许白色沉淀出现时,慢慢加入10%碳酸钠溶液,将溶液pH调至呈中性,过滤得固体产品。
用少量水洗涤固体,抽干,晾干后称重。
产量1~2g。
六、注意事项1.还原反应中加料次序不要颠倒,加热时用小火。
2.还原反应中,浓硫酸的量切不可过量,否则浓氨水用量将增加,最后导致溶液体积过大,造成产品损失。
3.如果溶液体积过大,则需要浓缩。
浓缩时,氨基可能发生氧化而导入有色杂质。
4.对氨基苯甲酸是两性物质,碱化或酸化时都要小心控制酸、碱用量。
特别是在滴加冰醋酸时,须小心慢慢滴加。
避免过量或形成内盐。
5.酯化反应中,仪器需干燥。
6.浓硫酸的用量较多,一是催化剂,二是脱水剂。
加浓硫酸时要慢慢滴加并不断振荡,以免加热引起碳化。
7.酯化反应结束时,反应液要趁热倒出,冷却后可能有苯佐卡因硫酸盐析出。
8.碳酸钠的用量要适宜,太少产品不析出,太多则可能使酯水解。
七、实验结果与讨论将得到的苯佐卡因进行核磁共振分析。
八、思考题1.如何判断还原反应已经结束?为什么?2.酯化反应中为何先用固体碳酸纳中和,再用10%碳酸钠溶液中和反应液?反合成分析合成路线1:先还原,后酯化虽不涉及酯的水解,但两性离子氨基酸的析出较为关键,酸碱性调节不好,可能使氨基酸不能析出或产率不高。
NH 2COOC 2H 5NH 2COOH NO2COOH合成路线2: 先酯化,后还原是在加热的酸性水溶液中进行,有可能造成酯水解成酸。
NH 2COOC 2H 5NO 2COOC 2H 5NO 2COOH合成路线3:从资料得知,酸经过酰化再醇解的酯,产率较高,但同样在还原时,有可能造成酯水解成酸。
2COOC 2H 5NO 2COOC 2H 52COCl2COOH合成路线4:虽然是一步,但没有较为详细的资料报道NH 2COOC 2H 5NO 2COOH合成路线5:合成路线太长NH 2COOC 2H 5NH 2COOH NHCOCH3COOH NHCOCH 3CH 32CH 3合成路线的选择比较结果,本实验按第一种方法进行。
硝基的还原:方法1:水,冰醋酸,铁粉,95% 乙醇,回流反应90 min。
方法2:氨水,硫酸亚铁。
由于其羧基与铁离子形成不溶性沉淀,不易分离。
方法3:铁粉∶4.1%氯化铵∶氯仿∶5%盐酸=1∶0.857∶3.333∶6.666∶20。
95℃~98℃,反应1小时。
方法4:锡粉,浓硫酸,室温。
用方法4,因为前三种方法是为了防止酯水解,不能用浓硫酸做催化剂,而本方案不涉及酯水解。
酯化:方法1:无水乙醇,浓硫酸,加热回流80 min方法2:先酰化,后加入乙醇酯化用方法1不能酰化的方法,因为胺基会优先发生酰化反应。