药化实验讲义-学生.doc

药 物 化 学实 验 讲 义绍兴文理学院化学化工学院2005.097药物化学实验须知一、每次实验前，必须预习实验内容，了解其大概的操作步骤和理论要点。二、实验时须备记录本，随时记录每次实验的应记项目，如原料用量、实验时发生的现象、反应结果、产品数量、熔点、产品纯度等，并按时交实验记录。三、实验所得的产品，如需统一处理并供下次实验使用，应交给指导老师，并注明品质、数量、组别、姓名。四、实验规则：1、 实验室要经常保持整洁。废酸、碱液应倒入污水缸中，易燃易挥发的废液应倒入水槽并立即用水冲掉。2、 实验时不得擅自离开，不要高声谈笑，严禁在实验室吸烟。3、 节约药品，爱护仪器。如有损坏应填写损坏赔偿单。试剂、药品、公用器具使用后应立即放回原处，并注意不要调错瓶塞，以免污损。4、 装有易燃试剂的瓶子不得放在灯火附近。加热乙醇、苯、石油醚等可燃液体时应在水浴上进行，并使用装有冷凝管的烧瓶。加热前应放入沸石2-3粒，防止暴沸。如加热时未放入沸石，应等冷却后再加入。添加溶剂时应离开火源稍冷后再加，并重新放入沸石。5、 蒸馏回收乙醚时，不能用明火加热，蒸馏装置不可漏气，余气应用橡皮管通入水槽内。存放后的乙醚有可能产生过氧化物，切不可蒸干，以免爆炸。6、 实验过程中，万一溶剂起火，应立即用布或其他物品盖灭，油浴着火不可用水扑灭，如火苗扩大应用灭火器、沙子等扑灭。7、 实验完毕，值日生应将实验室打扫干净，离开前检查水、电、气、门窗等安全与否。实验一阿司匹林的合成一、 目的要求1、 掌握阿司匹林的性状、特点、化学性质；2、 熟悉并掌握酯化反应的原理和实验操作；3、 熟悉重结晶原理和操作；4、 了解阿司匹林中杂质的来源和鉴别。二、 反应原理杂质：1、反应过程中，阿司匹林会发生自身缩合，生成聚合物。这可通过阿司匹林和碱反应生成水溶性的钠盐而分离。2、水杨酸，来自原料和阿司匹林水解产物。这可通过重结晶分离。三、 原料：水杨酸、醋酐四、 实验步骤100ml烧瓶（或三角瓶）中加入10g水杨酸，14ml醋酐，然后滴加6滴浓硫酸，用玻棒小心搅拌。85-90C水浴加热30分钟。反应完毕后，烧瓶静置冷却，析出阿司匹林结晶。结晶完全析出后，缓慢加入70ml水（放热）。在冰水中进一步冷却结晶。抽滤得到粗品。将粗品转入150ml烧杯中，分批加入40ml饱和NaHCO3溶液，搅拌至无CO2放出，抽滤，滤去不溶的杂质，此步可以将聚合物除去。用50HCl调节滤液到pH 1.5（搅拌），阿司匹林沉淀析出（可冰水中再冷却），抽滤，用冰水洗净结晶。将结晶转到150ml烧瓶中，加入20ml乙醇，缓慢加热，至阿司匹林溶解（此步也可用乙酸乙酯重结晶）。将该溶液倒入40ml热水（50-60C）中，同时搅拌。静置冷却后，有结晶析出。抽滤，并用35乙醇洗净结晶。干燥，称重，计算产率。测熔点mp。五、 检验纯度2个试管中，分别加入少量水杨酸和阿司匹林产品，加入乙醇各1ml，然后滴加10FeCl3。酚羟基使FeCl3显红紫色。六、 思考题1、 合成中，加入浓硫酸，是什么作用？还可用什么酸代替？2、 副产物有哪些？实验二磺胺醋酰钠的合成一、目的要求3、 掌握磺胺类药物的理化性质；4、 熟悉并掌握乙酰化反应的原理和实验操作。二、反应原理三、原料：磺胺，醋酐，NaOH四、实验步骤1、磺胺醋酰的制备100ml三颈瓶中加入搅拌子，装好温度计和回流冷凝管，投入17.2g磺胺和22mlNaOH（22.5）。水浴50-55C，搅拌溶解。随后滴加醋酐3.6ml，5min后滴加NaOH（77）2.5ml。此后，如此每间隔5min交替滴加醋酐和NaOH各2ml，共5次（合计醋酐13.6ml，NaOH12.5ml）。反应时维持50-55C，pH 12-13。加料完毕后，保温搅拌反应30min。反应完成后，将反应液转入100ml烧杯，加20ml水稀释，用浓盐酸调pH7。冰水中冷却1-2h，析出固体，抽滤，滤渣弃去。用浓盐酸调滤液pH 4-5，再冰水冷却，析出产品，抽滤，得到产品。用10盐酸（三倍产品量）搅拌溶解，放置30min，抽滤除去不溶物。滤液中加入少量活性炭脱色（室温下），抽滤除去活性炭。用40NaOH调pH 5，析出产品。抽滤，干燥，测mp。要求mp179-184C，若不合格，用15ml/g产品 的热水重结晶。2、磺胺醋酰钠的制备以上所得磺胺醋酰投入50ml烧杯中，少量水湿润，水浴加热到90C，加入40NaOH，使其刚好溶解，pH 7-8，趁热抽滤，滤液冷却析出结晶，抽滤，干燥得到产品。五、思考题1、 磺胺类药物的理化性质有哪些？2、 反应液处理时，pH 7时析出的固体是什么？pH 5时析出的固体是什么？10%盐酸中的不溶物是什么？3、 调节pH 12-13很重要。若碱性过强，产品中磺胺较多，磺胺醋酰次之，磺胺双醋酰较少；碱性过弱，则产品中磺胺双醋酰较多，磺胺醋酰次之，磺胺较少。实验三维生素K3的制备一、实验目的1、了解亚硫酸氢钠加成物在药物结构修饰中的作用；2、了解VK3的制备；3、掌握该反应的氧化和加成特点。二、实验原理-甲基萘因位甲基的超共轭效应，使甲基所在环的电子云密度较高，在温和条件下，可被铬酸氧化，形成甲萘醌。2,3位双键再与亚硫酸氢钠加成，得到VK3。三、主要试剂-甲基萘， (5g)重铬酸钾， (24g)浓硫酸， (30ml)丙酮， (10ml)亚硫酸氢钠, (3.6g) 乙醇95%， (12ml) 四、操作步骤1、甲萘醌的制备150ml三颈瓶中加入搅拌子，-甲基萘5g，丙酮 10ml，搅拌溶解。重铬酸钾10g溶于50ml水中，与浓硫酸30ml混合，在控制温度3840C下缓慢滴加到三颈瓶中，然后再分批加入重铬酸钾16-20g，根据气温影响溶解度的程度调整。加完，在40C反应30min。然后将水浴温度升到60C，反应1h。其后趁热将反应物倒入大量水中，甲萘醌完全析出，过滤，结晶用水洗3次，抽干。2、VK3的制备干净的150ml三颈瓶中加入甲萘醌、亚硫酸氢钠3.6g（溶于8ml水中），在水浴3840C下搅拌均匀后，加入乙醇95% 12ml，搅拌30min，冷却到10C，结晶析出，过滤，结晶用少量乙醇洗涤，抽干，得到VK3粗品。3、精制粗品放入三角瓶中，加4倍量的95乙醇和0.5g亚硫酸氢钠，在70C下溶解，再加入粗品量1.5的活性碳。6870C脱色15min，趁热过滤，滤液冷却到10C以下，析出结晶，过滤，结晶用少量乙醇洗涤，抽干，干燥，得VK3纯品。（mp 105107C）注：重铬酸钾的溶解度：12.3g (20C), 18.1g (30C), 26.3g (40C)实验四对乙酰氨基酚的制备一、目的要求1、了解选择性乙酰化对氨基酚的氨基而保留酚羟基的方法；2、掌握易被氧化产品的重结晶精制方法。二、合成原理三、步骤1、对乙酰氨基酚的制备100ml锥形瓶中加入对氨基苯酚10.6g，水30ml，醋酐12ml，轻轻振摇使成均相。再在80C水溶液中加热反应30min，放冷，析出结晶，过滤，产品以10ml冷水洗2次，抽干，干燥，得到白色结晶粗品（约1.2g）。2、精制100ml锥形瓶中加入对乙酰氨基酚粗品，每克用水5ml，加热溶解，稍冷后加入活性炭1g，煮沸5min，在抽滤瓶中先加入亚硫酸氢钠0.5g，趁热过滤，滤液放冷，析出结晶，过滤，结晶以0.5亚硫酸氢钠溶液5ml分2次洗涤，抽干，干燥，得纯品（约8g）。测熔点（mp168-170C）。四、思考题1、加亚硫酸氢钠的目的是什么？2、粗品中的杂质主要是什么？实验五香豆素-3-羧酸的Knoevenagel制备一、目的要求1、 了解香豆素类化合物在自然界的存在形式和生物学意义；2、 学习羟醛缩合反应合成苯并吡喃酮类杂环化合物的原理、方法；3、 掌握Knoevenagel反应的原理、特点和应用。二、合成原理香豆素又名1,2-苯并吡喃酮，为顺式邻-羟基肉桂酸的内酯。存在于许多天然植物中。香豆素具有香茅草的香气，为重要香料。其衍生物还用于农药、医药等。香豆素的合成方法有Perkin法和Knoevenagel法。Perkin法：反应时间长，温度高，产率不高。Knoevenagel法：这种在有机碱催化作用下促进羟醛缩合反应的方法称为Knoevenagel反应。该法将Perkin法中的酸酐改成活泼亚甲基化合物，需要有一个或两个吸电子基团增加亚甲基氢的活泼性。同时，碱性较弱的有机碱作为反应介质避免了醛、酮的自身缩合，扩大了缩合反应的原料使用范围。三、原料水杨醛，丙二酸二乙酯，无水乙醇，六氢吡啶，冰醋酸，95乙醇，氢氧化钠，浓盐酸，无水氯化钙四、步骤1、香豆素-3-甲酸乙酯的制备在干燥的100ml圆底烧瓶中加入4.2ml水杨醛，6.8ml丙二酸二乙酯，25ml无水乙醇，0.5ml六氢吡啶，12滴冰醋酸，几粒沸石。装上回流冷凝管，冷凝管上口安装一个氯化钙干燥管。加热回流2h。将反应后的混合液转入锥形瓶，加水35ml，冰水浴冷却，使产物结晶析出完全，减压过滤，结晶用冰冷的50乙醇洗涤2次（每次35ml），最好将结晶压紧抽干。将粗品香豆素-3-甲酸乙酯干燥，称量，计算产率。如果重结晶可用25乙醇。2、香豆素-3-甲酸的制备100ml圆底烧瓶中加入4g香豆素-3-甲酸乙酯，3g氢氧化钠、20ml乙醇，10ml水，和几粒沸石。装上回流冷凝管，加热回流，使酯和氢氧化钠全部溶解后，再继续加热回流15min。将反应后的液体趁热倒入稀