苯佐卡因的实验室合成方法研究_丁常泽

1、苯佐卡因的实验室合成方法研究*第38卷第3期2009年6月当代化工Contemporary Chemical Industry Vo1.38,No.3June ,2009*收稿日期:2009-05-07作者简介:丁常泽(1966,男,湖南隆回人,讲师,1988年毕业于邵阳学院化学系,一直致力于化学实验的教学、研究与管理。E-mail :dcz8325749 。苯佐卡因(Benzocaine1,化学名称为“对氨基苯甲酸乙酯”,中文别名:阿奈司台辛、苯唑卡因、麻因,化学结构式为:。苯佐卡因是种白色针状晶体,味微苦而麻,分子质量为165,熔点9092,微溶于水,易溶于乙醇、氯仿、乙醚,能溶于杏仁油、

2、橄榄油、稀酸。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。1苯佐卡因合成的化学分析有机化学反应中的氧化反应、还原反应是同时进行,相互依存的,不能独立存在。只不过有机化学反应中的氧化反应是有机物被氧化,无机物被还原;还原反应中是有机物被还原,无机物被氧化。以对硝基苯甲酸为原料,通过先还原后酯化制得苯佐卡因2,就要用到氧化、还原和酯化反应,反应分为两步:第一步是还原反应:HOOC-Ar-NO 2+Sn +HCl HOOC-Ar-NH 2·HCl +SnCl 4以对硝基苯甲酸为原料,锡粉

3、为还原剂,在酸性介质中,苯环上的硝基还原成氨基,产物为对氨基苯甲酸。这是一个既含有羧基又含有氨基的两性化合物。故可通过调节反应液的酸碱性将产物分离出来。还原反应是在酸性介质中进行的,产物对氨基苯甲酸形成盐酸盐而溶于水中还原反应后锡生成四氯化锡也溶于水中,反应完毕加入浓氨水至碱性,四氯化锡沉淀可被滤去SnCl 4+4NH 3·H 2O Sn(OH4+4NH 4Cl而对氨基苯甲酸在碱性条件下生成羧酸铵盐仍溶于水。然后再用冰乙酸中和过滤,而氨基苯甲酸固体析出。对氨基苯甲酸为两性物质,酸化或碱化时都必须小心控制酸碱用量,否则严重影响产量与质量,有时甚至生成钠盐而得不到产物。第二步是酯化反应C

4、OOH-Ar-NH 2+C 2H 5OH +H 2SO 4C 2H 5O O C-Ar-NH 2由于酯化反应有水生成,且为可逆反应,故使用无水乙醇和过量的硫酸。酯化产物与过量的硫酸形成盐溶于溶液中,反应完毕后加入碳酸钠中和即得苯佐卡因固体3。2常用实验室合成方法苯佐卡因的合成可以有多种不同的合成线路,有些反应时间过长,达到15h ,不便于长时间丁常泽摘要:苯佐卡因一般都是以对硝基甲苯为原料,通过氧化、酯化和还原反应合成。通过使用KMnO 4作氧化剂,SnCl 4作催化剂,H 2作还原剂,由对硝基甲苯合成了苯佐卡因。实验结果表明,在优化条件下,苯佐卡因的收率达70.3%。关键词:苯佐卡因;实验室

5、;合成;方法中图分类号:TQ 254文献标识码:A文章编号:1671-0460(200903-0228-03(湖南人文科技学院化学与材料科学系,湖南娄底417000等候;有些虽易于进行,但是原料难以取得。从实验室条件出发,选择具有实验步骤少、操作方法、产率高等优点的实验方法,拟定方案如下。2.1实验试剂对硝基苯甲酸(化学纯,广东化学试剂厂,锡粉(化学纯,上海化学试剂厂,浓盐酸(化学纯,湘中化学试剂厂,浓氨水(化学纯,湘中化学试剂厂,冰乙酸(化学纯,广东化学试剂厂;对氨基苯甲酸(自制,无水乙醇(化学纯,广东化学试剂厂,浓硫酸(化学纯,邵阳化学试剂厂,硫酸钠(化学纯,广东化学试剂厂。2.2实验方法

6、在250mL三颈瓶中,加入重铬酸钠(含两个结晶水23.6g,水50mL,开动搅拌,待重铬酸钠溶解后,加入对硝基甲苯8g,用滴液漏斗滴加32 mL浓硫酸。滴加完毕,直火加热,保持反应液微沸6090min。冷却后,将反应液倾入80mL冷水中,抽滤。残渣用45mL水分3次洗涤。将滤渣转移到烧杯中,加入5%(质量分数硫酸35mL,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%(质量分数氢氧化钠溶液70mL中,在50左右抽滤,滤液加入活性碳0.5 g脱色(510min,趁热抽滤。冷却,在充分搅拌下,将滤液慢慢倒入15%(质量分数硫酸50mL 中,抽滤,洗涤,干燥得对硝基苯甲酸。在干

7、燥的100mL圆底瓶中加入对硝基苯甲酸6g,无水乙醇24mL,逐渐加入浓硫酸2mL,振摇使混合均匀,装上附有氯化钙干燥管的球型冷凝器,油浴加热回流80min(油浴温度控制在100120;稍冷,将反应液倾入到100mL水中,抽滤;滤渣移至乳钵中,研细,加入5%(质量分数碳酸钠溶液10mL(由0.5g碳酸钠和10 mL水配成,研磨5min,测pH值(检查反应物是否呈碱性,抽滤,用少量水洗涤,干燥得对硝基苯甲酸乙酯。在250mL三颈瓶中,加入35mL水,2.5mL 冰醋酸和已经处理过的铁粉8.6g,开动搅拌,加热至9598反应5min,稍冷,加入对硝基苯甲酸乙酯6g和95%(质量分数乙醇35mL,在

8、激烈搅拌下,回流反应90min。稍冷,在搅拌下,分次加入温热的碳酸钠饱和溶液(由碳酸钠3g和水30mL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,产品用稀乙醇洗涤,干燥得粗品。将粗品置于装有球形冷凝器的100mL圆底瓶中,加入1015倍(mL/g50%乙醇,在水浴上加热溶解。稍冷,加活性碳脱色(活性碳用量视粗品颜色而定,加热回流20min,趁热抽滤(布氏漏斗、抽滤瓶应预热。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,干燥,称量。通过实验数据计算收率为31.2%。3实验室合成方法改进3.1实验试剂对硝基苯甲苯(化学纯,广东化学

9、试剂厂,锌粉(化学纯,上海化学试剂厂,盐酸(化学纯,湘中化学试剂厂,季铵盐A-1(化学纯,上海化学试剂厂,95%乙醇(化学纯,广东化学试剂厂,KMnO4 (化学纯,天津化学试剂厂,SnCl4·5H2O(化学纯,上海化学试剂厂,PtO(化学纯,广东化学试剂厂, (以上均为市场常见试剂。3.2实验方法在250mL的三颈瓶中,加入0.05moL对硝基甲苯和5%季铵盐A-1,25mL蒸馏水,安装冷凝管、温度计、搅拌器,分次加入20g KMnO4。在9095下反应3h。结束反应后,经过清洗、冷却、过滤,酸化得到对硝基苯甲酸,用升华法可以精制对硝基苯甲酸。将一定量的95%乙醇放到圆(下转第271

10、页229丁常泽,等:苯佐卡因的实验室合成方法研究2009年6 月底烧杯中,和适量SnCl 4·5H 2O 混合均匀,加入适量的对硝基苯甲酸,冷凝搅拌一段时间至出现明显的透明油状物,收回乙醇,剧烈振摇析出晶体。在通过上面方法中相同的处理过程,得到浅黄色颗粒状固体。在250mL 催化加氢反应器中加入2g 硝基苯甲酸乙酯和100mL 的95%乙醇制成溶液,加入0.02g 催化剂PtO ,通入氢气一段时间,过滤除去催化剂,回收乙醇,得到了本佐卡因。干燥称量,通过实验数据计算收率为70.3%。4结论通过以上两种方法的比较:由于催化剂SnCl 4·5H 2O 廉价易购、易保存、运输,与

11、反应物分离容易,且对实验设备腐蚀很小;整个工艺简单;收率较高(常用实验室合成使用硫酸作催化剂收率为31.2%,实验室合成方法改进使用SnCl 4·5H 2O 作催化剂收率为70.3%;后处理方便等优点;技术改进的实验室合成方法比较经济适用,可将成为高校实验室合成本佐卡因的最优途径。参考文献1尤启冬.药物化学M.北京:化学工业出版社,2004.2方渡.有机化学实验M.北京:学苑出版社,2003:66-67.3张华.对氨基苯甲酸乙酯生成工艺的改进J.化工生产与技术,2003,10:50-55.Study on Synthesis of Benzocaine in LaboratoryDI

12、NG Chang-ze(Department of Chemistry and Material Science ,Hunan Institute of the Humanities and Scienceand Technology ,Hunan Loudi 417000,China Abstract :Benzocaine is generally Synthesized by ox idation ,esterification and reducing reaction from p-nitro-toluene .In this paper ,the synthesis of benz

13、ocaine from p-nitrotoluene using KMnO 4as oxidant ,SnCl 4as Catalyst and H 2as reducer was investigated .The results show that the yield of benzocaine can get to 70.3%under the opti-mal Condition .Key words :Benzocaine ;Laboratory ;Synthesis ;Method(上接第229页Application Progress ofSuper Sonic Dehydrat

14、ion TechnologyBAI Yu ,GAO Chang-bao ,ZHU Zheng-hong ,DING Zhi-xin ,HE Yu-jie ,WENG Yi-you ,FAN Yu-tao(Natural Gas Department ,PetroChina Tarim Oilfield Company ,Xinjiang Korla 841000,China Abstract :In recent years ,super sonic dehydration technology is a new technique appropriate for separation of

15、water and hydrocarbon from natural gas .The principle ,process technological features ,equipment composition and indus-trialized application were briefly introduced in this article .Finally ,the prospects for further research on super sonic dehydration technology were brought forward .Key words :Super sonic dehydration technology ;Laval nozzle ;Natural gas processing 术,所以由于应用经验的不足,还有着一定的局限性。在实际应用方面,在国内该技术的推广并不是很多,只是国外的一些企业对其进行试点应用。但是由于其具有传统脱水工艺不可比拟的优点,比如环保、节能、轻便、高效、廉价,与常规工艺相比可使投资和运行费用减少10%25