本佐卡因及其中间体的合成论文

苯佐卡因机器中间体的合成摘要：苯佐卡因是一种局部麻醉药，其合成方法和路线较多，在此基础上，利用实验室现有条件，对其制作的方法不断改善。本次实验选择是对经典的路线进行了进一步的改进，第一步对硝基苯甲酸的制备共做五次其平均产率为，第二步对硝基苯甲酸乙酯的制备共做五次，其平均产率为，第三步对氨基苯甲酸乙酯的制备共做四次，其平均产率为，第四步精制共做二次，其平均产率为，最后熔点共测二次，第一次平均熔点为90.25℃——90.87℃说明制得产物苯佐卡因较纯，第二次平均熔点为，说明所制得产物杂质较多。所以参照第一实验过程作为本次实验改进的主要目的。关键词：苯佐卡因合成绪本佐卡因是以对硝基甲苯为原料，通过氧化、酯化，还原反应合成的一种白色针状粉末，味微苦而麻，熔点88℃~91℃，极微溶于水，易溶于乙醇。随着操作技术的熟练及不断改进，其产率逐次提高要得到较高较纯的苯左卡因，是需要熟练的操作技术、严格的控制条件，并且不断的改进。实验原理化学名;4-氨基苯甲酸乙酯结构式：合成路线：对硝基甲苯对硝基苯甲酸→对硝基苯甲酸乙酯→对氨基苯甲酸乙酯（苯左卡因）实验材料试剂：二水合重铬酸钠（广东光华化学厂有限公司批号：1.01416015）对硝基甲苯化学纯（国药集团化学试剂有限公司批号：20090319）冰醋酸（天津市富余精细化工有限公司）无水乙醇（广州市海珠区化学工业厂）纯度：99.7%浓硫酸（广州市东江化工厂批号：200880119107）纯度：95%~98%碳酸钠（上海精化科研）批号：200660912）仪器：KDM型调温电热套（山东省荷泽市降龙电子科技有限公司）空文电动搅拌器（金坛市恒丰仪器厂）实验方法（见附录）一：对硝基苯甲酸的制备（氧化）在装有搅拌器和球形冷凝器的250ml三颈瓶中，加入重酸钾钠（含两个结晶水）Ag,水Bml,开动搅拌器，待重酸钾钠溶解后，加入对硝基甲苯Cg，滴加浓硫酸Dml，滴加完毕，直火加热，保持反应微沸Emin，冷却后，将反应液倒入Fml冷水中，抽滤，残渣用Gml水分三次洗涤。将滤渣转移到烧杯中，加入5%硫酸Hml，在沸水浴上加热10min并不时搅拌，冷却后，抽滤，滤渣溶于温热的5%氢氧化钠Iml中，在50℃左右抽滤，，滤液加入活性炭Jg，脱色5min，趁热抽滤，冷却。在充分搅拌下，将滤液慢慢倒入15%硫酸Kml中，抽滤，洗涤，T℃干燥1h得本品Lg，计算产率。12345重酸碱钠A（g）23.623.623.670.823.6水B(ml)50505015050对硝基甲苯C（g）888248浓硫酸D（ml）3232329632水浴加热E（min）8080808080冷水F（ml）80808024080水G（ml）45454513545二:对硝基苯甲酸乙酯的制备(酯化)在干燥的100ml圆底瓶中加入对硝基苯甲酸Ag,无水乙酸Bml,逐渐加入浓硫酸Cml,振摇是混合均匀，装上附有氯化钙干燥的球形冷凝器，水浴加热回流80min,（水浴加热回流控制在90——100℃），稍冷将反应液倒入Dml水中，抽滤，滤渣移至乳钵中，研细，加入5%碳酸钠Eml，研磨5min，测PH（检查反应物是否呈碱性），抽滤，5%硫酸酸H（ml）353535105355%氢氧化钠I（ml）70707021070活性炭J(g)0.50.50.51.50.515%硫酸K（ml）50505015050干燥温度T（℃）6575808080产量L（g）14.196.3825.50用少量水洗涤。45℃干燥Th,计算收率。三：对氨基苯甲酸乙酯的制备（还原）在装有搅拌器和球形冷凝器的250ml三颈瓶中，加入Aml水，Bml冰醋酸和已经处理过的铁粉Cg,开始搅拌。加热至95-98℃，反应5min，稍冷，加入对硝基苯甲酸乙酯Dg和95%乙醇Eml，在激烈搅拌下回流反应，稍冷，在搅拌下，分次加入温热的碳酸钠饱和溶12345对硝基苯甲酸A（g）666125无水乙醇B（ml）2424244820浓硫酸C（ml）22241.5水D(ml)10010050ml水和50ml冰200855%碳酸E钠101010209干燥时间T（h）87232产量（g）5.395.8液Fml（由碳酸钠：水=1：10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30%稀乙醇洗涤，75℃干燥1h得粗品。四，精制将粗品Ag置于装有球形冷凝器的100ml圆底瓶中，加入50%乙醇Bml，在水浴上加热溶解，稍冷，加活性炭Cg脱色，加热回流Dmin，趁热过滤，（布氏漏斗，抽滤瓶需预热），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，1234水A（ml）3535170525冰乙酸B（ml）2.52.51.252铁粉C（g）8.68.64.36.5对硝基苯甲酸乙酯Dg()61234.595%乙醇E（ml）353517.525碳酸钠饱和溶液Fml30301525产量（g）0.6375℃干燥1h，测熔点，计算产率。12粗品A（g）11.8550%乙醇B（ml），1022活性炭C（g）0.10.2加热回流D（min）2010产量（g）实验结果（一）现象（见表格）1对硝基苯甲酸的制备12345反应液深墨绿色深墨绿色深墨绿色深墨绿色（表面有橘黄色块状物墨绿色第一次残渣浅墨绿色，量少墨绿色，量多浅墨绿色，量多墨绿色，量多墨绿色滤液（脱色前）浅墨绿色浅墨绿色深绿色深绿色深绿色最后所得滤液上层澄清、淡黄，下层上层澄清、淡黄棕色，上层澄清、棕黄，下层上层澄清、棕黄，下层沉淀、上层澄清、橙色，下层沉淀、浅黄，量少下层沉淀、浅黄沉淀、淡黄，黄色，量多沉淀、黄绿产物淡黄淡黄淡黄淡黄淡黄绿2对硝基苯甲酸乙酯的制备12345反应液米黄色米黄色米黄色深棕黄色淡黄绿色反应液开始沸腾（℃）9595959595反应液内团块溶解时间（mim）5555555560第一次滤渣米黄色粉状、黄棕色块状物米黄色粉末、黄棕色块状物米黄色粉状灰黄色粉状米黄色粉状产物米黄色粉状米黄色粉状米黄色粉状灰黄色粉状黄绿色粉状3对氨基苯甲酸乙酯的制备1234反应液颜色黑色—棕红色—棕黑色—深棕色深棕色—棕红色—黑色深棕色—棕红色—灰绿色—红褐黑色—棕红色—棕黑色—深棕色变化—黑色色—深褐色最后滤液颜色泥黄色灰黄色灰黑色淡黄色产物白色针状，含黑色杂质较多油状橘色物白色棉花絮状淡黄绿色絮状（二）数据（见表格）1、对硝基苯甲酸的制备（氧化）反应物（原料）分子式分子量投料质量（g）投料摩尔数（mol）对硝基甲苯C7H7O2N137.148．00．0583重铬酸钠（含2结晶水）Na2Cr2O7.2H2O297.9923．60．0792生成物（中间体）分子式分子量理论产量（g）理论摩尔数（mol）对硝基苯甲酸C7H5O4N167.129．740．05832、对硝基苯甲酸乙酯的制备（酯化）反应物（原料）分子式分子量投料质量（g）投料摩尔数（mol）对硝基苯甲酸C7H5O4N167.126．00．0359无水乙醇密度：0.7893？C2H5OH46.0718．940．4111生成物（中间体）分子式分子量理论产量（g）理论摩尔数（mol）对硝基苯甲酸乙酯C9H9O4N195.177．010．03593、对氨基苯甲酸乙酯的制备（还原）反应物（原料）分子式分子量投料质量（g）投料摩尔数（mol）对硝基苯甲酸乙酯C9H9O4N195.176．00．03074还原铁粉Fe55.848．60．154生成物（中间体）分子式分子量理论产量（g）理论摩尔数（mol）对氨基苯甲酸乙酯C9H11O2N165.195．080．030744、精制（略）测量次数123平均第一次初熔90.090.590.190.2全熔90.791.290.790.87第二次初熔10897.8107.2104.3全熔108.7108.7108.8108.75、总表合成产物第一次第二次第三次第四次平均料量得量收率料量得量收率料量得量收率料量得量收率收率得量预量理量对硝基苯甲酸8110.3081.3814.2286.3865.772425.587.6244.34.3959.7对硝基苯甲酸乙酯65.2374.665.3976.965.47781211.4781.877.85.455(4.5)7对氨基苯60.6312.412油状物30.59.8411.10.640.5(0.4)5甲酸乙酯精制品10.2727%27%0.270.2(0.1)讨论一．基苯甲酸制备1，滴加浓硫酸时应匀速而缓慢2，反映沸腾80min时，球形冷凝器有较多白色针状的对硝基甲苯吸出时，可适当的关小冷凝水的流速后略调高温度时其融化。3，将反应液倒入80ml冷水时，可适当多倒出冷水用于洗涤球形三颈瓶及搅拌棒以减少损失。4，第二次中在加入温热的5%氢氧化钠溶液过滤后残渣有较多滤渣，将滤渣再次溶于温热的5%氢氧化钠溶液，所留滤渣再用温热的5%氢氧化钠溶液溶解，二次所得产物与第一次差不多，原因是搅拌不充分、5%的氢氧化钠预热温度不够。5，第五次中加入5%硫酸抽滤后，有少许颗粒状的滤渣，加入温热的5%氢氧化钠过滤仍有颗粒状滤渣，原因是搅拌不充分，反应时间太短。6，最后所得滤渣用其滤液洗涤效果比水好。7，对硝基甲苯有毒、可燃，对环境有害，故称量时应注意。二.对硝基苯甲酸乙酯的制备1.第一次产物比相同条件下的其它组少,原因是冷凝管与三颈瓶接口未涂凡士林，反应进了水，从而降低了产率，酯化反应须在无水条件下进行。为此所有要仪器、量器须干燥无水，反应中要避免水进入装置。2.相同条件下，第三次用50ml冰加50ml水混合至5℃时，将反应夜倒入，此时立刻产生淡黄色均匀沉淀，而未见黄棕色块状物。3.第四次加入的对硝基苯甲酸含较多的杂质，其中含有的被浓硫酸炭化的滤纸以影响最后产物的颜色。4.产物干燥前应尽量抽干，并使之处于膨松状态，以缩短干燥的时间。5.反应液加热回流一段时间后分层，上层澄清，下层米黄色胶状物，加热回流55~60min溶解。三．对氨基苯甲酸乙酯的制备1.铁粉预处理方法：称取铁粉10g置烧杯中，加入2%HCL25ml，在石棉网加热至微沸，抽滤，水洗至ph5~6，烘干备用，应注意烘干时的温度，不宜过高。2.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。3.反应因根据反应液的多少选择合适的三颈瓶，保证能充分搅拌。4.第二次产物为橘黄色油状物，冷却析出晶时加入冰水，并摩擦试管壁，反应液立刻有大量橘黄色的块状物出现，干燥时熔化，原因是布氏漏斗内的杂质与反应液生成另一产物，因此要用的仪器尽量用专业的清洗方法清洗。5.回流反应时温度应控制在95~98℃。6.加入温热的碳酸钠饱和溶液，抽滤后应立刻倒入干净的烧杯，以减少结晶残留于抽滤瓶，同时操作过程中应确保布氏漏斗再抽滤前应先预热在需要的温度范围内。四．精制1过滤后将滤液趁热转移至烧杯，减少晶体残留于抽滤瓶。2.所有预热仪器、量器应确保在预热温度范围内，操作中亦可将抽滤瓶放在热水中。