苯佐卡因的制备14

一、摘要本次实验以对氨基甲苯为原料，经过四步（氨基酰化、合成对乙酰氨基苯甲酸、合成对氨基苯甲酸、合成氨基苯甲酸乙酯）最终得到产物对氨基苯甲酸乙酯（苯佐卡因）。结构式:大类：麻醉药及辅助药物中文名：苯佐卡因英文名：Benzocaine学名：对氨基苯甲酸乙酯分子式：C19H11NO2分子量：165.19熔点：90〜91°C物性：白色结晶粉末，无臭无味。易溶于乙醇，氯仿，乙醚，难溶于水。苯佐卡因即对氨基苯甲酸乙酯，白色粉末，可做麻醉剂，抑制来自感觉神经末梢的神经冲动的传导，使味觉变钝，结构与普鲁卡因相似，因此它吸收缓慢，麻醉作用持久。用途：局部麻醉药，水解为对氨基苯甲酸，在正常使用浓度2%〜10%时无刺激性和毒性，毒性仅相当于可卡因的5%或10%（可卡因成瘾、价贵）。用于创面，溃疡面及痔疮的止痛，也是镇咳药退嗽的中间体。或用作导管和内镜管的麻醉润滑剂。还可用作紫外线吸收剂。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。能有效地吸收U.V.B区域280-320“m中波光线区域）的紫外线。中间产物

1、对甲基乙酰苯胺分子质量：149.19，沸点：307°C（升华），熔点：148-151°C。无色针状结晶。闪点168C，相对密度1.212。微溶于水，溶于醇；醚；乙酸乙酯；冰乙酸和热水。用途：有机合成中间体。分子式：分子式：C9H11NO2、对乙酰氨基苯甲酸分子式：C9H9N03化学结构式为:分子式：C9H9N03化学结构式为:分子量：179.180,熔点256.5C。白色片状结晶，溶于乙醇，难溶于水和乙醚。3、对氨基苯甲酸4、分子式：C7H7NO24、分子式：C7H7NO2化学结构式为:分子量：137.14白色单斜棱晶。熔点188-189C，相对密度1.374（25/40。易溶于沸水，能溶于醇、醚、乙酸乙酯和冰醋酸，微溶于水及苯，不溶于石油醚。用作染料和医药中间体。对氨基苯甲酸可用作防晒剂，其衍生物对二甲氨基甲酸辛酯，是优良的防晒剂。苯佐卡因合成路径1、以对甲基苯胺为原料，经酰化、氧化、水解、酯化制得苯佐卡因:NH1、以对甲基苯胺为原料，经酰化、氧化、水解、酯化制得苯佐卡因:NH2 NHCOCf^ NHC0CH3 N也 NH32、先用硫酸亚铁还原对硝基苯甲酸得对氨基苯甲酸，再与无水乙醇在酸性条件下酯化得苯佐卡因。OILCOOHcoonNO2 NHpOILCOOHcoonNO2 NHp3、对硝基苯甲酸在浓硫酸的催化下先酯化得对硝基苯甲酸乙酯，对硝基苯甲酸乙酯经铁粉还原得苯佐卡因。NHSNHS NO2 NO2 NO2 NHP三条路线的优缺点:方法1、所用条件较温和，反应时间适中，原料易得，收率较好,适合实验室进行。方法2、用硫酸亚铁还原生成的对氨基苯甲酸，由于其羰基与铁离子形成不溶性沉淀而混于铁泥中不易分离，此外对氨基苯甲酸的化学活性比对硝基苯甲酸的活性低，故其第二步的酯化反应的效率不高，产物的收率较低。方法3、工艺成熟，原料易得，是许多药厂采用的方法。但浓硫酸因具有强氧化性，使副反应较多，后续处理麻烦，产品色泽深，对设备腐蚀严重。三、材料试剂：对氨基甲苯（10.7g,）,锌粉（0.1g）,冰醋酸，95%乙醇，KMnO4,七水硫酸镁，20%硫酸，18%盐酸，亚硫酸氢钠，10%氨水溶液，碳酸钠溶液，浓硫酸，乙醚，10%碳酸钠溶液仪器：烧杯（50mL，100mL，250mL，500mL），玻璃杯，温度计，电炉（型号FD-2,1000W，50HZ，嘉兴市欣欣仪器设备有限公司），水银温度计，量筒，天平，药匙，普通漏斗，分液漏斗，PH试纸，抽滤装置，回流装置，蒸馏装置，熔点仪,水泵，红外光谱仪（型号470,美国热电尼高力公司）。

制备方法 :1、 氨基甲苯酰化在100mL圆底烧瓶中加入10.7g（O.lmol）对氨基苯甲酸，14.4mL25mol）冰醋酸，0.1g锌粉（＜=0.1g），搭建装置（图1）为反应装置，加热，是反应温度保持在100〜110°C,反应结束的标志为反应温度自动下降。取下圆底烧瓶，将其中的产物倒入放有200mL冰水的500mL烧杯中，再加入3：1的乙醇一水溶液（按15g粗产物：100mL的量）和少量活性炭除色，搭建回流装置（图2）进行重结晶，加热约15min后趁热过滤除去活性炭，再冷却结晶、抽滤得成品，用表面皿盛装，置于红外灯下干燥。干燥完全后用毛细管取样测熔点，记录数据。将干燥后的对甲基乙酰苯胺与重结晶后的对甲基乙酰苯胺一起称重，记录质量。2、对乙酰氨基苯甲酸的合成取14.4g（0.096mol）对甲基乙酰苯胺、38g七水硫酸镁于烧杯中混合均匀。在500mL烧杯中加入32gKMnO4和300mL冷水，充分溶解。从100mL烧杯中缓慢加入到500mL烧杯中，边加边搅拌，加热至85C，待全部加完以后，做点滴试验，直至滤纸上无紫红色环。若出现红色环则加亚硫酸氢钠直到不再出现红色环为止。趁热过滤，在滤液中加入20%H2SO4酸化至PH~3〜4，出现大量沉淀，抽滤、干燥产物。3、对氨基苯甲酸的合成将上步所得8.7g产物（对乙酰氨基苯甲酸）加入lOOmL圆底烧瓶中，再加入60mL18%HCl,回流（图2）约30min,待液体澄清后取下圆底烧瓶，将溶液倒入盛有50mL冷水的烧杯中冷却，用10%氨水溶液调节PH至4〜5,有大量沉淀产生。再用冰醋酸（每30mL溶液加入1mL冰醋酸）调节PH至3〜4,抽滤、干燥、称重、测熔点，记录数据。4、对氨基苯甲酸乙酯的合成在100mL圆底烧瓶中加入上步所得产物1.9g对氨基苯甲酸，将25mL95%乙醇溶液与2.0mL浓硫酸在小烧杯中先混合，待冷却后与烧瓶中的对氨基苯甲酸混合，加热回流（图2）约45min。将产物转移至250mL烧杯中，加入10%碳酸钠溶液至无气体产生，PH~9,有沉淀生成。过滤，将滤液转移至分液漏斗，用15mL乙醚萃取两次，合并两次萃取液，水浴回收乙醚、乙醇至约4mL。将油状残留物转移至50mL烧杯中，加入15mL冷水冷却、结晶、抽滤、干燥、测熔点、称量、测红外光谱，记录相关数据。产率计算（产率=m（实际产量）/m（理论产量）*100%）NHaNHCQCHSnhcoch3矶NHr实际质量10.7g14.4g8.7g1.9g0.6g物质的量0.1mol0.096mol0.0486mol0.0139mol0.0364mol理论质量10.7g14.9g17.184g6.6582g2.2935gm _1、 （CH3-C6H4-NHCOCH3）=0.1mol*149g/mol=14.9g产率=14.4g/14.9g=96.64%第一步产率较高，损耗少m _2、 （C00H-C6H4-NHC0CH3）=0.096mol*179g/mol=17.184g产率=8.7g/17.184g=50.63%第二步产率只有50.63%，此步损耗较多，可能因为反应温度没有控制好，没有使反应物完全反应而是变质了，也可能是趁热过滤、抽滤的时候损耗过多造成。3、m（COOH-C5H-NH2）=0.0486mol*137g/mol=6.6582g产率=1.9g/6.6582g=28.54%第三步产率只有28.54%,可能是在调节PH时，没有把握好，市生成的沉淀又溶解在了溶液中，也可能是抽滤时的损耗，使产率过低。4、m(CHCHCOO-CH-NH2)=0.0139mol*165g/mol=2.2935g' 3 2 64 2丿产率=0.6g/2.2935g=26.16%第四步产率也很低，可能是因为在做到第四步时本身的反应物少，加上调节PH和抽滤的操作，使误差更加大。步骤1234产物对甲基乙酰苯胺对乙酰氨基苯甲酸对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸乙酯化学结构式o0C产行人曲H尹5NH2理论产量(g)14.9g17.184g6.6582g2.2935g实际产量(g)14.4g8.7g1.9g0.6g产率(%)96.64%50.63%28.54%26.16%熔点(°C)150.2〜151.3°C185.9C〜？89.1〜89.9C熔点(C)文献值148.0〜151.0C188-189C187〜188C90〜91C红外光谱表征分析：3424.20,3344.56,3223.50为NH2的吸收峰1684.57为C=O的峰值1173.25,1281.24为C-O的峰值五、展望与总结产率分析：第一步产率最高，有96.64%，第二步几乎只有一半，第三、四两步差不多只有四分之一，产率一步比一步低，引起产率降低可能的因素有以下几点：1、 操作的不规范，使溶液撒在容器外2、 操作步骤过多，使误差积少成多3、 产物一步比一步少，加大了误差4、 过滤、抽滤操作造成产物损耗过大5、 产物没有完全干燥，造成下一步实验的误差增大6、 随意改变其反应条件（温度、水浴或直接加热等），使得产物变质改进方法：用对甲苯磺酸代替硫酸，在酯化反应中基本具备硫酸的优点，且氧化性较弱，反应中副反应较少，相容性好、反应速度快、腐蚀性小。利用微波辐射技术，其合成反应具有工艺简单，节能，反应时间短，产品收率高的优点。其次也要规范操作，尽量减少产