对氨基苯甲酸乙酯合成及表征实验报告 - 图文

2019-04-01 22:33

对氨基苯甲酸乙酯(苯佐卡因)的制备

一,实验目的:

1,了解多步反应合成思路,

2,进一步了解氨基的保护、苯甲基的氧化和酯化反应。

二,实验原理:

对氨基苯甲酸乙酯又叫苯佐卡因,是一种无色,无味,无臭的晶体,分子量:153,熔点:88-90摄氏度 主要用途[2]:

①用于医药麻醉、塑料和涂料等生产中。苯佐卡因是重要的医药中间体,可以作为很多药物的前体原料,如:奥索仿、奥索卡因、普鲁卡因等,为局部麻醉药,外用为撒布剂,用于创面、溃疡面及痔疮的镇痛。苯佐卡因作用的特点是起效迅速,约30S左右即可产生止痛作用,且对黏膜无渗透,毒性低,不会影响心血管系统。

②可以作为紫外线吸收剂。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。

合成路线有:

1,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:

COOHCOOHCOOC2H5氧化还原酯化

NO2NO2NH2NH2

COOHCOOC2H5COOH氧化酯化还原

NO2NO2NO2NH2

COOHCOClCOOC2H5COC2H5氧化卤代酯化还原NO2NO2COOHNO2COOC2H5NO2NH2

氧化酯化还原

NO2NO2NO2

2 以对甲苯胺为原料合成苯佐卡因

COOHCOOHCOC2H5酰化氧化水解酯化NH2NHCOCH3NHCOCH3NH2NH2

本次试验以对甲苯胺为原料来合成对氨基乙酰苯胺。

COOHCOOHCO2C2H5Ac2OKMnO4H H2OC2H5OHNH2NHCOCH3NHCOCH3NH2NH2

三,药品与仪器:

药品:对甲苯胺(7.5g ,0.07mol ),乙酸酐(8ml ,0.085mol),结晶乙酸钠 12g , 95%乙醇, 乙醚, 结晶硫酸镁 20g, 高锰酸钾 20.5g , H2SO4溶液, 浓盐酸 , NH3·H2O溶液, 10%NaCO3溶液

仪器:500ml烧杯,100ml烧杯,一套抽滤装置,100ml圆底烧瓶,250ml圆底烧瓶,回流冷凝管。

四、实验步骤:

1, 对甲基乙酰苯胺的制备

Ac2OH2NNHCOCH3

将7.5克的对甲苯胺粉末加入到500ml的锥形瓶中,再加入175ml水和7.5ml浓盐酸。加热到50摄氏度

将往12克带三个结晶水的醋酸钠的烧杯中加入20ml水,配成溶液。加热到50摄氏度,备用。

加入乙酸酐8ml(密度:1.08g/ml)到对甲苯胺与盐酸的混合溶液中,然后立即将预先配置好的醋酸钠溶液加入其中。充分混合溶液,然后冰浴冷却混合溶液。这时我们可以看到有白色的固体析出。用布氏漏斗减压过滤混合物,用冰水洗涤三次,抽干结晶物,得到白色晶体—对甲基乙酰苯胺。

2, 对乙酰氨基苯甲酸的制备

KMnO4H3COCHNHOOCNHCOCH3

将前面制得的对甲苯乙酰胺将入500mlL的烧杯中,同时加入25克结晶硫酸

镁和350ml水,加热到85摄氏度。同时配置20.5g高锰酸钾溶于70ml沸水的溶液,在搅拌下,分批次滴加加热的的高锰酸钾溶液,直到高锰酸钾稍微过量为止(将溶液滴加到滤纸上观察紫色),在85摄氏度一共反应1h得棕色溶液,趁热抽滤除去二氧化锰,用少量的热水洗涤二氧化锰颗粒,如果滤液显现有高锰酸钾的紫色,加入不到2ml的乙醇,在蒸气浴上加热30min,直至紫色消失。然后再抽滤一次。冷却滤液然后加入过量的20%的硫酸溶液酸化滤液。此时应当会有白色的固体颗粒出现,尽量将产物抽干。得到对乙酰氨基苯甲酸。

做到这一步时已经下午5点多,所以我们将中间产物用称量纸包裹好,保存于柜中,以待第二周实验。

3,对氨基苯甲酸的制备

H H2OH3COCHNCOOHH2NCOOH

第二周回到实验室时,对乙酰氨基苯甲酸还是比较湿,称量后还有15g,按照每克产品加入5ml,我们将20ml浓盐酸溶于20ml水中配置成稀盐酸溶液,将对乙酰氨基苯甲酸加入到250ml的圆底烧瓶中,加入盐酸稀溶液,连上球形冷凝管。加热温和回流30min。然后冷却反应物,将反应物转移到250ml的锥形瓶中,加入30ml水,再加入10%氨水使溶液呈碱性(PH8-9),然后每30ml溶液加入1ml冰醋酸,然后冰浴冷凝溶液,然后开始结晶。如果不结晶,可以用玻璃棒摩擦锥形瓶内壁一促进结晶的进行。抽滤晶体,得到黄色纤维状的对氨基苯甲酸。

4, 对氨基苯甲酸乙酯的制备

C2H5OHH2NCOOHH2NCO2C2H5

将所得对氨基苯甲酸置于250ml的圆底烧瓶中,并且加入35ml 95%的乙醇,摇晃溶解,冰浴冷却混合物然后慢慢加入2ml浓硫酸,立即产生大量沉淀,但是固体在下一步的回流中会逐渐溶解。然后连接好球形冷凝管80摄氏度下回流回流1h(在这回流过程中,沉淀物一直都没溶解,可能是温度较低的原因)

将反应物转移到400ml的烧杯中中并且加入一定量的10%碳酸钠溶液中和反应液,直至PH 为9。将液体倒入250ml分液漏斗,加入40ml乙醚到分液漏斗中,并且剧烈的摇晃分液漏斗,分离混合物,收集上层液体。用无水硫酸镁(2勺)干燥液体。然后滤去硫酸镁。然后在通风橱中蒸馏除去液体中的乙醚与乙醇。当大部分溶剂都除完后(大约还剩2ml),可以看见烧瓶中有油状物剩下。用乙醇—水重结晶,得到对氨基苯甲酸乙酯。通过抽滤收集苯佐卡因。此时已接近下午六点,所以我们称重与测熔点放到下一周进行。我们将产物用称量纸包裹好,保存于实验柜子中。

第三周时将产物称重得0.05g,,熔点85.1—86.4,87.2—88.4。纯的苯佐卡

因的熔点为88—90摄氏度。

五、产品分析:

产率计算:理论产量:0.07*165= 11.55g,实际产量0.05g,产率=0.05/11.55=0.433%,

实际熔点:85.1—86.4,87.2—88.4,理论熔点:88—90摄氏度。

红外分析:用化学系仪器Nicolet FT-IR傅立叶红外光谱仪对产物进行红外分析,采用的时无水溴化钾作为分散剂,压片制样。下图便是我的产物的红外图谱:

谱图分析: 从左到右看:

3425cm-1、3342cm-1、3216cm-1 这三个强吸收峰是Ar-NH2 的吸收峰; 2980cm-1、2894cm-1 是-CH3的吸收峰; 1681cm-1是羰基的吸收峰,吸收强;


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