藥物中間體對胺基苯甲酸的合成及表征實驗報告

1、藥物中間體對胺基苯甲酸的合成及表征實驗報告專業(yè)班級：高分子材料學(xué)院：生化學(xué)院 2016年6月5日摘要本實驗的主要目的是以多步驟的綜合性學(xué)生實驗合成苯佐卡因（對氨基苯甲酸乙酯）并了解其物理、化學(xué)性質(zhì)。同時也促進(jìn)學(xué)生對重結(jié)晶，抽濾，熔點測試，分液等基本操作的掌握。苯佐卡因是一種白色針狀晶體，無臭，味微苦而麻，遇光漸變黃色，易溶于乙醇、乙醚、氯仿等，難溶于水，臨床上一般用作局部麻醉劑。本實驗是以對氨基甲苯為原料，先與醋酸反應(yīng)經(jīng)?；脤谆阴１桨罚倥c高錳酸鉀反應(yīng)經(jīng)氧化得到乙酰氨基苯甲酸，然后加鹽酸經(jīng)水解得到對氨基苯甲酸，最后加乙醇經(jīng)酯化得到產(chǎn)品。由于該有機合成實驗步驟多及實驗操作上的失誤，使得最終

2、產(chǎn)率較低，但經(jīng)多種中間產(chǎn)物的熔點測定可以基本確定已成功合成了苯佐卡因，同時實驗技能得到了一定鍛煉。引言 本實驗的主要目的是制備對氨基苯甲酸，學(xué)習(xí)，了解和掌握氨基保護(hù)與脫保護(hù)，及官能團的選擇性氧化。對氨基苯甲酸性狀： 無色針狀晶體。在空氣中或光照下變?yōu)闇\黃色。具有中等毒性。刺激皮膚及黏膜。接觸皮膚后迅速用水沖洗。1 熔點： 187187.52 密度： 1.374 g/mL at 25 C溶解性： 易溶于熱水、乙醚、乙酸乙酯、乙醇和冰醋酸，難溶于水、苯，不溶于石油醚。主要用途：用于染料和醫(yī)藥中間體。用于生產(chǎn)活性紅M-80，M-10B，活性紅紫X-2R等染料以及制取氰基苯甲酸生產(chǎn)藥物對羧基芐胺。對氨

3、基苯甲酸可用作防曬劑，其衍生物對二甲氨基甲酸辛酯，是優(yōu)良的防曬劑。對氨基苯甲酸在二氫葉酸合成酶的催化下，與二氫蝶啶焦磷酸及谷氨酸或二氫蝶啶焦磷酸與對氨基苯甲酰谷氨酸合成二氫葉酸。二氫葉酸再在二氫葉酸還原酶的催化下被還原為四氫葉酸，四氫葉酸進(jìn)一步合成得到輔酶F，為細(xì)菌合成DNA堿基提供一個碳單位?；前奉愃幬镒鳛閷Π被交酋０返难苌铮蚺c底物對氨基苯甲酸結(jié)構(gòu)、分子大小和電荷分布類似，因此可在二氫葉酸合成中取代對氨基苯甲酸，阻斷二氫葉酸的合成。這導(dǎo)致微生物的葉酸合成受阻，生命不能延續(xù)。細(xì)胞質(zhì)中對氨基苯甲酸在葡糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶的催化下可逆轉(zhuǎn)化為葡糖醛酸酯，因此植物中全部或大部分對氨基苯甲酸都發(fā)生了酯化

4、，這可能是植物對對氨基苯甲酸的一種貯存和運輸形式。實驗的流程如下： 材料與方法本實驗的原料是對甲苯胺，和氨相似，對甲苯胺也是弱堿，其水溶液呈堿性，pKb=8.92。對甲苯胺能與強酸作用生成鹽，其鹽與強堿如氫氧化鈉作用可使胺重新游離出來。因為氨基同樣容易被氧化，在高錳酸鉀的作用下會生成硝基，所以在氧化甲基時，需要將氨基保護(hù)起來。到達(dá)實驗?zāi)康?。其他原料：冰醋酸、鋅粉、高錳酸鉀、10%的氨水、18%的鹽酸、乙醇儀 器：球形冷凝管、直形冷凝管、圓底燒瓶、燒杯等 裝 置：實驗步驟：第一步：1. 將對苯甲胺10.7g、冰醋酸14.4ml和少量鋅粉加到100ml的燒瓶中，混合均勻，按圖1搭好，加熱溶解。反應(yīng)

5、50min以上。2. 趁熱倒入有200ml水的燒杯中?？梢杂^察到有大量肉色的結(jié)晶，抽濾，收集產(chǎn)物，稱重。取少量的產(chǎn)品對苯乙酰胺加熱烘干，測出熔點。第二步：3. 取上一步的產(chǎn)品對苯乙酰胺7.5g（干重）、七水合硫酸鎂20g高錳酸鉀16g和水加到500ml的燒杯中。水浴加熱控制溫度為85持續(xù)加熱45min。到溫度下降時說明反應(yīng)結(jié)束。4. 上一步的反應(yīng)液中此時有大量的二氧化錳泥狀沉淀，此時多次抽濾。5. 抽濾后，向濾液中加入20%的硫酸至沉淀不再增加，此時約為2。6. 再次抽濾，得到產(chǎn)品對乙酰氨基苯甲酸。稱量，烘干，測熔點。第三步：7. 取上一步的產(chǎn)品對乙酰氨基苯甲酸7.1g，加入50ml的18%的

6、鹽酸到100ml的燒瓶內(nèi)進(jìn)行水解，小火回流30min。8. 準(zhǔn)備好冰水，足量的10%氨水。當(dāng)上一步的反應(yīng)完全后，待其冷卻，加到裝有50ml水的燒杯中。燒杯放到冰水浴中。9. 開始加10%的氨水，開始時，可以一次加較多的量，每次加入后，都用玻璃棒蘸取少量的反應(yīng)液到PH試紙上，到PH為3左右時，開始改為滴加氨水，到PH為5時緩慢滴加氨水。到有結(jié)晶析出，且量不再增加時結(jié)束。10. 抽濾，稱量，測熔點。結(jié)果與討論實驗結(jié)果：第一步反應(yīng)方程：第一步結(jié)果分析：對甲基乙酰苯胺分子量為 149.192原 料：對甲苯胺 10.7g 實際產(chǎn)量：對甲基乙酰苯胺：18.4g（濕重）理論產(chǎn)量：對甲基乙酰苯胺14.9g 產(chǎn)

7、品顏色：淡黃色第二步反應(yīng)方程式：第二步結(jié)果分析：對乙酰氨基苯甲酸分子量 179.175原 料：對甲基乙酰苯胺 ：7.5g (干重） 實際產(chǎn)量：對乙酰氨基苯甲酸：3.8g（濕重）理論產(chǎn)量：對乙酰氨基苯甲酸：8.9g 產(chǎn)品顏色：淡黃色第三步反應(yīng)方程式：第三步結(jié)果分析：對氨基苯甲酸分子量 137.1378原 料：對乙酰氨基苯甲酸：7.1g（濕重） 實際產(chǎn)量：對氨基苯甲酸：0.68g(濕重)理論產(chǎn)量：對氨基苯甲酸：5.5g 產(chǎn)品顏色：黃色針狀各產(chǎn)品實際熔點：對甲基乙酰苯胺：145.0-145.4 對乙酰氨基苯甲酸：251.3-251.7 對氨基苯甲酸：185.2-185.7討 論：1、在第二階段中，以

8、第一步步反應(yīng)制得的對甲基乙酰苯胺為原料，經(jīng)過高錳酸鉀氧化合成對乙酰氨基苯甲酸。在進(jìn)行點滴實驗時應(yīng)注意，若點滴周圍有紫色圈（證明溶液中仍有高錳酸鉀），則應(yīng)在溶液中滴加乙醇直到有色圈消失，較好的是一開始就少加一些高錳酸鉀。此步反應(yīng)中高錳酸鉀的用量甚為關(guān)鍵，過少，反應(yīng)不完全;過多，后處理繁瑣，都將影響產(chǎn)品的產(chǎn)率和質(zhì)量。在實驗過程中,我邊加熱邊緩緩像溶液中加入高錳酸鉀，使其溶解充分。由于加熱很久都沒有是紫色退去，我加入了少量乙醇。由于下一步產(chǎn)物會融解于乙醇中所以下一步要加熱煮沸使乙醇揮發(fā)出來，不然會影響產(chǎn)率。在抽濾除去MnO2后 ，顏 色 偏 黃，可 能 含 有 較 多 雜 質(zhì) ， 但 在重結(jié)晶之后產(chǎn)

9、物為較細(xì)的純白色。2、在第三步階段中，以第二步中對氨基苯甲酸的合成是酰胺的水解，即除去起保護(hù)作用的乙?；?，此反應(yīng)在稀酸溶液中容易進(jìn)行。但此步反應(yīng)，成功率最低，后處理時往往析不出晶體，得不到產(chǎn)品。文獻(xiàn)資料表明，經(jīng)過大量的實驗后發(fā)現(xiàn)，后處理時調(diào)酸堿性是此步反應(yīng)成功與否的關(guān)鍵步驟。反應(yīng)過程中，要求“用1O%氨水中和，使反應(yīng)混合物對石蕊試紙恰成堿性，切勿使氨水過量”。這一步的實施有一定困難，因為每個人對試紙是否達(dá)到是要所要求的藍(lán)色的看法是不同的，所以較難確定應(yīng)加入的氨水的量。由于我的實驗氨水放多了，堿性過強，所以加入一定量酸調(diào)節(jié)，因為較難調(diào)節(jié)，可能使產(chǎn)量降低。3、對氨基苯甲酸乙酯又名苯佐卡因，是合成的

10、最終目標(biāo)產(chǎn)物。它以對氨基苯甲酸與乙醇為原料，在濃硫酸催化下經(jīng)酯化反應(yīng)合成的。濃 硫 酸 有 兩 個 作 用 ，一、作 催 化 劑 ，加 快 反 應(yīng) 速 率，二、 具 有 吸 水 性 強 ， 可 以除去反應(yīng)中生成的部分水，使反應(yīng)向生成酯的方向進(jìn)行，從而提高酯的產(chǎn)量。但是，因其具有較強的氧化性和脫水性，反應(yīng)過程中副產(chǎn)物多；酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng)，在酸的催化下，能發(fā)生水解反應(yīng)，使其產(chǎn)率降低。因此濃硫酸的用量，對提高對氨基苯甲酸乙酯的產(chǎn)量是至關(guān)重要的。因此，濃硫酸過多過少都會影響產(chǎn)物的產(chǎn)率，用量較難以掌握?？偨Y(jié)與展望這個實驗是目前為止我所做的最為綜合的化學(xué)實驗，實驗中對各個流程，步驟的把握也有較高的要求。實驗過程中，很多細(xì)節(jié)是預(yù)期不到的，還是要看操作者當(dāng)時的操作，所以實驗的目的并不僅僅是做出產(chǎn)品，還有培養(yǎng)在試驗中處理未知情況的能力。就在這樣的一次次學(xué)習(xí)積累中，理論結(jié)合實踐的過程中，實驗的水平才會慢慢提高，化學(xué)的學(xué)科素養(yǎng)才會提高。通過此次實驗，我對基礎(chǔ)的化學(xué)實驗及對這個學(xué)科都有了更深刻的了解，對化學(xué)合成的實驗成功進(jìn)行也有了更大把握，但這只是一個開始，我才剛剛邁入化學(xué)實驗世界的門檻，在大學(xué)日后