实验三磺胺醋酰钠和合成

1、实验三 磺胺醋酰钠(Sulfacetamide Sodium )的合成一、实验目的1 .通过磺胺醋酰钠的合成，了解用控制 pH、温度等反应条件纯化产品的方法。2 .加深对磺胺类药物一般理化性质的认识。二、实验原理磺胺醋酰钠用于治疗结膜炎、沙眼及其它眼部感染。磺胺醋酰钠化学名为N- (4-氨基苯基)-磺酰基卜乙酰胺钠-水合物，化学结构式为：磺胺醋酰钠为白色结晶性粉末；无臭味，微苦。易溶于水，微溶于乙醇、丙酮。合成路线如下： I 1三、主要实验仪器和药品表一所用的玻璃仪器及规格玻璃仪器名称规格数量三颈烧瓶100ml1球形冷凝管/ J1温度计100 c15ml250ml2胶头滴管1ml2烧杯50ml

2、3250ml41000ml1玻璃棒3表向皿1布氏漏斗1抽滤瓶500ml1表二所用的试剂及规格药品规格磺胺天津市北联精细化学品开发有限公司含量不少于99.5%17.2g氢氧化钠上海试剂总厂含量不少于96.0%乙酸酎广东汕头市西陇化，厂含量不少于99.5%13.6ml浓盐酸上海成海化学工业有限公司36%38%活性炭表三所用的设备型号及规格集热式恒温加热磁力拌器DF-101S郑州长城科工贸有限公司电热恒温鼓风干燥箱DHG-9053A上海精宏实验设备有限公司子华牌循环水真空泉SHZ-D m巩义市予华仪器有限责任公司真空干燥箱DZF-6020 型上海精宏实验设备有限公司X-4显微熔点仪SGWX-4上海精

3、密科学仪器有限公司四、实验步骤（一）磺胺醋酰的制备1、在装有搅拌子，球形冷凝管及温度计的100 mL三颈瓶中，依次加入转子，磺胺17.2 g, 22.5% 氢氧化钠水溶液22 mL,于水浴上加热至50c左右。实验装置如下图所示图一磺胺醋酰制备装置图2、待磺胺溶解后，分次加入醋酊 13.6 mL, 77%氢氧化钠12.5 mL （首先，加入醋酊3.6 mL , 77%氢氧化钠2.5 mL;随后，每次间隔5 min,将剩余的77%氢氧化钠和醋酊分5次交替加入，每 次2ml）。加料期间反应温度维持在 5055C；并保持反应液的pH在1213之间，加料完毕继续保 持此温度反应30 min。工反应完毕应

4、该为透明的溶液。如果 PH过高，则有固形物，可能为磺胺双 钠，在下述调节PH至7的过程中发现固形物先溶解，而后在 pH接近7的时候又析出固体。）3、反应完毕，停止搅拌，将反应液倾入 250 mL烧杯中，4、加入20 mL水稀释，于冷水浴（用1000ml大烧杯装适量自来水）中用 36%盐酸调至pH为 7,放置30 min,并不时搅拌以加速固体析出，抽滤，滤饼（磺胺）弃去。5、滤液用36%盐酸调至pH为45,此时又有固体析出，再次抽滤，滤饼（磺胺醋酰和双乙酰 化合物的混合物）压紧抽干，得黄色粉末。6、用3倍量（3 mL/ g） 10%盐酸（v/v,即10mL3%的浓盐酸加90ml水）溶解得到的黄色

5、粉末， 不时搅拌，尽量使单乙酰物成盐酸盐溶解，放置一段时间后，抽滤除不溶物（双乙酰化物）。7、滤液加少量活性碳5060C加热脱色10 min,抽滤。8、滤液用40%氢氧化钠调至pH 5,析出黄色固体（磺胺醋酰），抽滤，压干。置于真空干燥 箱中干燥，并测其熔点（mp.179184C）。（二）磺胺醋酰钠的制备将磺胺醋酰置于50 mL烧杯中，于90c热水浴上滴加计算量的20%R氧化钠至固体恰好溶解， 放冷，有结晶析出（磺胺醋酰钠），抽滤（用丙酮转移），滤饼压干，置于真空干燥箱中干燥至 衡量，计算收率。注释：1 .在反应过程中交替加料很重要，以使反应液始终保持一定的pH值（pH 1213）。否则收率会

6、降低2 .按实验步骤严格控制每步反应的 pH值，以利于除去杂质。3 .将磺胺醋酰制成钠盐时，应严格控制 20% NaOH§液的用量，按计算量滴加。由计算可知需2.3 g NaOH,即滴加20% NaOH 11.5 m曲可。因磺胺醋酰钠水溶性大，由磺胺 醋酰制备其钠盐时若20% NaOH勺量多于计算量，则损失很大。必要时可加少量丙酮，以使磺胺醋 酰钠析出。五、实验注意事项1 .试验中用到的氢氧化钠溶液有多种不同得浓度，切勿用错，否则会导致实验失败。氢氧化钠溶 液是质量体积分数，比如：40%!氢氧化钠为40g氢氧化钠加水定容至100ml所得到得溶液。2 .交替滴加醋酊和氢氧化钠溶液，每滴

7、完一种，让其反应5min后，再滴加另一种溶液，用玻璃管滴加，速度以一滴一滴滴下为宜。3 .本实验中，pH的调剂是反应能否成功得关键。4 .第一步请严格按照加料顺序和加料量。一般都会保持 pH =1213.、r - = 六，试验现象和记录表四实验现象记录和分析操作步骤观察到的现象现象解释加入磺胺和22%勺氢氧化钠溶液磺胺全部溶解，溶液颜色为淡 黄色磺胺为白色晶体J 1水浴加热至50 C,溶液呈淡黄色加入乙酸酎3.6ml和77%勺氢氧化钠 2.5ml溶液由淡黄色变为亮黄色，温度升到80 c加入氢氧化钠会反应放热，所以应调低水浴锅温度或者将三颈瓶升高， 置于水面上，避免温度骤升而增加副产物的量间隔5

8、min交替加入乙酸酎和 11。/瓜 氧化钠第一次：加入乙酸酎，生成乳 黄色糊状物，间隔5min后，加 入氢氧化钠，糊状物变为亮黄 色，随后溶解乳黄色糊状物可能是磺胺，因为磺胺的 PKa值最高，加入乙酸酎溶液之前溶液为 碱性，加入乙酸酎后，PH降低，磺胺最先 析出。加入氢氧化钠，PH升高，析出的磺 胺再次溶解第二次：加入乙酸酎，生成乳 黄色糊状物，间隔5min后，加 入氢氧化钠，糊状物溶解，溶 液呈淡黄色第三次：加入乙酸酎，无糊状 物生成，溶液呈黄色，随后溶 液变浑浊，乳黄色糊状物生成。 随着氢氧化钠的滴入，糊状物 逐渐溶解，完全溶解后，溶液 呈黄色。第四次的现象与第三次相同上 PH下降至5,加

9、入2ml氢氧化 钠将PH调至11-12之间加入乙酸酎后pH降到5,会有双乙酰化物 生成第五次：加入乙酸酎后，溶液呈黄色，无糊状物生成。PH下 降至5,加入2ml氢氧化钠将 PH调至11-12之间。同上加料完毕继续加热 30min溶液呈淡黄色加水20ml稀释有乳黄色晶体析出磺胺的PKa值最高，加水稀释，pH下降， 磺胺开始析出冷水浴中用36%盐酸调至PH=7更多晶体析出PH=7 ,析出的晶体为磺胺抽滤滤渣为乳白色，滤液为亮黄色滤渣为磺酸，弃去，滤液含磺胺醋酰和双 乙酰化物滤液用36%盐酸调至pH 45有乳白色固体析出，溶液为淡 黄色析出的磺胺醋酰和双乙酰化物的混合物抽滤收集滤渣，弃去滤液得到乳白

10、色的磺胺醋酰和双乙酰化物固体用10%盐酸溶解白色固体固体部分溶解，溶液呈淡黄色溶解的是磺胺醋酰，不容的是双乙酰化物抽滤滤渣、滤液均为淡黄色手机滤液，弃去滤渣少量活性炭加热脱色 10min脱色后溶液仍为淡黄色活性炭脱色效果不佳抽滤滤液仍为淡黄色过滤除去活性炭滤液用40%氢氧化钠调PH至5,溶液开始时为淡黄色，滴加 NaOH,变为亮黄色，PH为5 时有更色淡固体析出洗出的固体微磺胺醋酰;力 / * j抽滤得到淡黄色固体，黏在滤纸上干燥得到淡黄色磺胺醋酰粉末90 C热水浴中滴加计算量的20%氨氧化钠加热时溶液为凫黄色，放冷， 后凫黄色的固体析出加热制得磺胺醋酰钠的饱和水溶液，防风，溶解度减小磺胺醋酰

11、钠固体析出抽滤，干燥得到亮黄色固体得到的固体为磺胺醋酰钠七、实验结果与分析表五实验结果记录:'| 质量/g/磺胺醋酰3.202179磺胺醋酰钠制得的磺胺醋酰为3.202g,取出0.031g来测其熔点，测得的熔点为179C。剩余3.171g用来 制备磺胺醋酰钠。加入的氢氧化钠为计算量的，从反应方程式中各物材料的摩尔比，可看出磺胺醋 酰钠的理论产量可直接用磺胺醋酰计算。磺胺醋酰的相对分子质量为214g/mol,磺胺醋酰钠的相对分子质量为236g/mol,磺胺醋酰钠的理论产量为；3.171/214*236=3.497g磺胺醋酰钠的产率为结果分析(1)间隔5 min分次加入醋酊和77%氢氧化钠

12、，每次2ml时要求加料期间反应温度维持在 5055C ； 并保持反应液的pH在1213之间，实际操作时第一次加入氢氧化钠后由于反应放热，温度飙到了将近80C。第四次和第五次加入醋酸酊之后溶液的pH都降到了 5,有点过低了，可能使生成的双乙酰化物增多。反应完毕应该为透明的液体，而我们得到的溶液呈淡黄色，说明除了双乙酰化物之外 还有其他副产物生成。造成磺胺醋酰的产量降低。(2)制备磺胺醋酰钠时，应该加入 3ml的计算量的20%C氧化钠，实际上氢氧化钠还没加完磺胺 醋酰固体已经完全溶解了，我们滴加的氢氧化钠可能已经超过了反应本身所需的量，又或者是我们制得的磺胺醋酰纯度不够。使计算的理论产量偏高，磺胺

13、醋酰钠的产率降低。(3)操作过程中也会损失一部分产品。八、讨论、心得做实验的时候因为感冒发烧，都没怎么动手，这份实验报告也是在查文献和自己理解的基础上 写成的，所以心得体会也不知道该写些什么。下面就把我查到的可以提高磺胺醋酰钠产率的一些改 进方法了总结一下；(1)加入催化剂 在磺胺醋酰制备中，加少量叱噬做催化剂，可使醋酊酰化能力增强，磺胺利用 率有明显提高，(2)用5%(氧化钠乙醇液取代20%C氧化钠水溶液 在磺胺醋酰钠制备过程中，采用20%C氧化钠 水溶液与磺胺醋酰成盐，操作繁琐，需要90c的水浴加热，在实际操作中发现严格按上述步骤操作， 仍很难得到产品，因磺胺醋酰钠易溶于水。根据磺胺醋酰钠

14、略溶于乙醇的物理性质，用5班氧化钠 乙醇液取代20%C氧化钠水溶液，并按计算量进行投料。已通过实验验证，此步改进使操作简单化， 避免了热水浴，只需在室温中进行，所用乙醇可通过蒸储回收，重新利用。(3)磺胺醋酰在体积分数为70 %75 %的乙醇溶液中溶解度最大，而双乙酰化产物溶解度极小，故 可用乙醇代替10啾酸溶解磺胺醋酰，分离出双乙酰化产物，然后蒸出乙醇和水，得到目标产物。其优 点为不经过酸碱中和反应，直接利用待分离物的溶解性差异进行分离，减少了分离步骤，蒸出的乙醇 可以套用，减少了对环境的污染，提高了产率思考题；1、酰化液处理的过程中，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？答；酰化液处理的过程中，pH7时析出的固体是磺胺，pH5时析出的固体是双乙酰化物和磺胺 醋酰的混合