苯佐卡因得合成一、实验目得1设计从对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸乙酯得不同路线,从中选择相应路线。2熟练掌握蒸馏、抽滤、回流、洗涤、干燥、熔点测定等基本操作。3掌握有机化学实验相关资料得查找与整理及实验报告得制订。二、实验原理苯佐卡因(Benzocaine)就是对氨基苯甲酸乙酯得通用名称,可作为局部麻醉药物。以对硝基甲苯为原料,可以有三种不同得合成路线制苯佐卡因。苯佐卡因化学名为对氨基苯甲酸乙酯,化学结构式为:COOC2H5NH2苯佐卡因为白色结晶性粉末,味微苦而麻;mp、88~90℃;易溶于乙醇,极微溶于水。合成路线如下:1、对硝基甲苯还原对甲苯胺乙酰化对甲基乙酰苯胺氧化对乙酰氨基苯甲酸酯化、水解对氨基苯甲酸乙酯2、对硝基甲苯氧化对硝基苯甲酸还原对氨基苯甲酸酯化对氨基苯甲酸乙酯3、2、对硝基甲苯氧化对硝基苯甲酸酯化对硝基苯甲酸乙酯还原对氨基苯甲酸乙酯[1]《有机化学实验》奚关根等编著华东理工大学出版社[2]《有机化学实验与指导》屠树滋主编中国医药科技出版社[3]《有机化学实验》夏忠英等编著中国中医药出版社三、实验方案与安全注意方法(一)主反应:副反应:步骤:(1)对甲基苯胺得制备在250ml三口烧瓶上装配电动搅拌器、回流冷凝管与温度计。向三口瓶中加入10g细铁屑与90ml水。在微微加热与搅拌下,加入浓盐酸(比重1、19)0、9ml。然后将9、2g对硝基甲苯分批加入瓶中,并使反应在90℃进行1、5h[1]。还原反应完成后,加入0、9g碳酸钠使呈碱性。然后用水蒸汽蒸馏法[2]蒸出对甲苯胺,后者在充分冷却后结晶析出[3]。产量:约5g。纯对甲苯胺为白色片状结晶,熔点44～45℃。(2)对甲基乙酰苯胺得制备在100ml圆底烧瓶中加入5g对甲苯胺与2、7ml冰醋酸,微热使其溶解。然后慢慢加入片刻后装上回流冷凝管,将反应物在水浴上加热回流0、5小时。将此温热得反应液倒入100ml冷水中,不时搅拌并微热以分解残余得醋酐。冷却,抽滤,滤饼用10ml冷水洗涤后抽干。产品如不纯,可用乙醇-水重结晶[4]。产量:约6g。纯对甲基乙酰苯胺为单斜晶体,熔点148、5℃。(3)对乙酰氨基苯甲酸得制备在大烧杯中将12g高锰酸钾与9g硫酸镁[5]溶解于350ml水中。在500ml圆底烧瓶中放入4、5g对甲基乙酰苯胺,并加入约三分之一[6]上述已配制得高锰酸钾水溶液,投入沸石后装上回流冷凝管,在不断振荡下用石棉网回流煮沸1～2h[7],期间分批加完其余得高锰酸钾水溶液。氧化作用完成后[8],加10～15ml10%氢氧化钠使反应液呈碱性,然后趁热抽滤[9]。将无色透明得滤液用稀硫酸酸化至弱酸性,对乙酰氨基苯甲酸呈白色粉状固体析出[10]。抽滤,滤饼用少量水[11]洗涤后压干,再用红外灯烘干。产量:约4、5g。纯对乙酰氨基苯甲酸为针状结晶,熔点256、5℃。(4)对氨基苯甲酸乙酯得制备[12]在干燥洁净得100ml圆底烧瓶中,溶解干燥得4、5g对乙酰氨基苯甲酸于13ml95%乙醇中,再加入2ml浓硫酸(比重1、84),投入沸石后装上回流冷凝管,将反应物用水浴加热回流1～1、5h。冷却,加水60ml,再在搅拌下分批加碳酸固体至呈中性,滤集析出得沉淀。晾干后测其熔点。必要时再用50%乙醇重结晶[13]。产量:1～2g。纯对氨基苯甲酸乙酯为白色针状晶体,熔点92℃。注解:(1)若还原时间延长(例如放置过夜),产率可明显提高。(2)水蒸汽蒸馏时,对甲苯胺易在冷凝管中凝结而堵塞通道。遇此情况可暂停通入冷凝水。(3)如果产品颜色较深或呈油状物,可用蒸馏法精制,收集195–200℃馏分即为产品。(4)对甲基乙酰苯胺难溶于水(0。09g/100ml),可溶于醇(8、05g/100ml),易溶于热醇。(5)高锰酸钾系一氧化剂,在碱性或酸性介质中得变化分别为:2KMnO4+H2O2KOH+2MnO2+3[O]2KMnO4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+3H2O+5[O]由于乙酰氨基在碱性介质中会有被水解成氨基得可能,而芳香族伯胺又可进一步被氧化。故在氧化反应中加入适量得硫酸镁,可使大部份生成得氢氧化钾转变为中性得硫酸钾与氢氧化镁沉淀,上述副作用便可避免。(6)由于反应较激烈及沉淀得生成反应时易发生暴沸现象,帮分批加入氧化剂。(7)也可在回流约45分钟后放置过夜使反应完全。(8)氧化作用完全时,反应液呈棕色,但若有稍过量得高锰酸钾存在,反应液也可能呈紫色色。(9)反应生成得二氧化锰易成水合物(2MnO2、H2O)析出,使抽滤较困难。加碱使对乙酰氨基苯甲酸转变成水溶性得盐类,可使抽滤较方便。(10)滤液中得对乙酰氨基苯甲酸盐遇硫酸后,转变成难溶于水得对乙酰氨基苯