中南大学有机化学实验教案14对氨基苯甲酸乙酯（苯佐卡因）的制备

实验14对氨基苯甲酸乙酯（苯佐卡因）的制备Preparationofethylp-aminobenzoate实验课时：12实验类型：多步有机合成教学对象：开设高等有机化学课程的专业（化工、医学八年制）（一）对氨基苯甲酸的制备（8h）Preparationofp-aminobenzoicacid一、目的要求学习以对甲苯胺为原料，经乙酰化、氧化和酸性水解，制取对氨基苯甲酸的原理和方法。二、基本原理对氨基苯甲酸是一种与维生素B有关的化合物（又称PABA），它是维生素Bc（叶酸）的组成部分。细菌把PABA作为组分之一合成叶酸，磺胺药则具有抑制这种合成的作用。对氨基苯甲酸的合成涉及三个反应：第一个反应是对甲苯胺用乙酸酐处理转变为相应的酰胺，这是一个制备酰胺的标准方法，其目的是在第二步高锰酸钾氧化反应中保护氨基，避免氨基被氧化；第二个反应是对甲基乙酰苯胺中的甲基被高锰酸钾氧化为相应的羧基。氧化过程中，紫色的高锰酸盐被还原成棕色的二氧化锰沉淀。最后一步反应是酰胺的水解，除去起保护作用的乙酰基，此反应在稀酸溶液中很容易进行。反应式：p-CH3C6H4NH2(CH3CO)2OCH3COONap-CH3C6H4NHCOCH3+CH3COOHp-CH3C6H4NHCOCH3+2KMnO4p-CH3CONHC6H4COOk+2MnO4+KOHp-CH3CONHC6H4COOk+Hp-CH3CONHC6H4COOHp-CH3CONHC6H4COOH+H2Op-NH2C6H4COOH+CH3COOH三、操作要点独立操作，用量减半1．对甲基乙酰苯胺的制备加入醋酸酐，必须立即加入预先配置好的醋酸钠溶液并充分搅拌，否则醋酸酐水解，难于反应2．对乙酰氨基苯甲酸的制备高锰酸钾溶液分批加入，防止局部浓度过高破坏产物。抽滤时，调节速度，以免滤纸穿孔折叠滤纸的折叠（示范），如产生的沉淀多，仍抽滤。酸化至PH等于23．对氨基苯甲酸的制备湿产品为尽量抽干的，水解的盐酸不要过多。回流时加沸石，时间要充分。如果盐酸用得过多，导致加氨水中和后体积过大，影响晶体析出用稀氨水（最好用1：1的氨水）中和时，先快后慢，小心调节，防止过量，中和至PH为8，冰醋酸调节大约PH为6要冰浴骤冷，并磨檫烧瓶璧。产物为黄色絮状固体。一般得到0.3g产品四、思考题及其解答：1．对甲苯胺用醋酐酰化反应中加入醋酸钠的目的何在？（置换出氨基）2．对甲乙酰苯胺用高锰酸钾氧化时，为何加入硫酸镁结晶？（加入少量的硫酸镁作缓冲剂，使溶液碱性不致变得太强而使酰胺基发生水解）。3．在氧化步骤中，若滤液有色，需加入少量乙醇煮沸，发生了什么反应？（氧化还原）4．在最后水解步骤中，用氢氧化钠代替氨水中和，可以吗？中和后加入醋酸的目的何在？（氢氧化钠减性太强，不易控制，使羧基被中和，加入醋酸是使之调节至等电点）（二）对氨基苯甲酸乙酯的制备（4h）Preparationofethylp-aminobenzoate一、目的要求学习以对氨基苯甲酸和乙醇，在浓硫酸催化下，制备对氨基苯甲酸乙酯的实验方法。二、操作要点和说明1．加入1mL浓硫酸，立即产生大量沉淀，此沉淀为胺盐2．在中和过程中产生少量固体沉淀（生成什么物质：应该是产品）3．乙醚萃取应分次进行，每次10ml4．残余油状物中加1：1乙醇和水混合液得到结晶，粉末状固体，mp89-90℃三、思考题1．本实验中加入浓硫酸的量远多余催化量，为什么？（起脱水作用）加入浓硫酸时产生的沉淀是什么物质？试解释之。（此沉淀为胺盐）2．酯化反应结束后，为什么要用碳酸钠溶液而不用氢氧化钠进行中和？（氢氧化钠碱性强，引起酯的水解）为什么不中和至pH为7而要使pH为9左右？（使氨基充分游离出来）2．如何由对氨基苯甲酸为主要原料合成局部麻醉剂普鲁卡因（Procaine）？（提示：二乙胺与环氧乙烷的作用下，生成2-二乙氨基乙醇）