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1、苯佐卡因的制备燕京理工学院 基础化学综合实验报告 题 目 苯佐卡因的制备 学 院 化工与材料工程学院 专业班级 应用化学1205 指导教师 顾 明 广 完成日期 2015年4月 17日摘要通用名称：苯佐卡因英文名称：Benzocaine NA作 用：1.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。2. 非水溶性的局部麻醉药。苯佐卡因作用的特点是起效迅速，约30秒钟左右即可产生止痛作用，且对粘膜无渗透性，毒性低，不会影响心血管系统和神经系统。关键词：苯佐卡因 吸收剂 麻醉药 引言目前苯佐卡因的合成路线有如下3种：第一条路径原料易得，操

2、作方便，适合于实验室小量制备。第二、三条路径步骤少、产率高，尤以第二条路线效果最佳，具有实验步骤少、操作方便、产率高的优点。一、苯佐卡因及反应中间体的物理化学性质 1、苯佐卡因的物理和化学性质：无色斜方形结晶，无嗅无味。分子量165.19。熔点88-90。易溶于醇、醚、氯仿。能溶于杏仁油、橄榄油、稀酸。难溶于水。2、对甲基乙酰苯胺的物理和化学性质：别 名 ：N-乙酰对甲苯胺；4-乙酰氨基甲苯；4-甲基乙酰苯胺英文名 ：N-Acetyl-4-toluidine分子量 149.19 结构式 无色针状结晶。溶于乙醇、乙醚、乙酸乙酯、冰乙酸和热水，微溶于水、苯和粗汽油。相对密度1.212。熔点153。

3、沸点307（升华）。3、对乙酰氨基苯甲酸的物理和化学性质 别 名：2-乙酰基苯甲酸；邻乙酰基苯甲酸；苯乙酮-2-羧酸； 3-羟基-3-甲基-2-苯并C呋喃酮英文名 ： 2-Acetylbenzoic acid分子量 ：164.16结构式 针状结晶，溶于乙醇和热水，微溶于冷水。熔点114115。沸点110112（0.27kPa）。与氨基酸经缩合反应用于成环作用。经环合作用合成稠环化合物。经还原性胺化作用制备异二氢吲哚衍生物。与氨基酸环缩合反应合成二环噁唑烷酮。制备3-亚甲基-2-苯并C呋喃酮基（MDIP）氨基酸。4、对氨基苯甲酸物理和化学性质： 淡棕黄色晶体，纯品为无色针状晶体，久置空气或见光易

4、氧化变黄。味苦。熔点188。相对密度1.374。是两性物质，可溶于酸、碱中，对酸碱溶液稳定，对强氧化剂不稳定。易溶于沸水，醇、醚、乙酸乙酯和冰醋酸中，稍溶于冷水，不溶于苯、石油醚中。材料与方法一 实验药品、装置及仪器1. 药品对甲苯胺、高锰酸钾、无水乙醇、95%乙醇溶液、乙酸乙酯、锌粉、无水硫酸镁、七水硫酸镁、浓盐酸、18%盐酸溶液、浓硫酸、冰醋酸、10%氨水溶液、10%碳酸钠溶液2. 装置 图1 图2 图33.仪器仪器名称生产单位红外吸收光谱仪TENSOR27德国BRUCKS公司循环水式多用真空泵(SHB-)长城科工贸WRS-1B数字熔点仪精密仪器二实验步骤1）对甲基乙酰苯胺的合成反应：在1

5、00mL圆底烧瓶中，加入10.7g对甲苯胺（0.1mol, M=107.16g/mol）后，缓慢加入14.4mL冰醋酸 (0.25mol)及少许锌粉（约0.1g），混合均匀后，装上刺形蒸馏柱（如图2）。将圆底烧瓶在石棉网上用小火加热，使对甲苯胺溶解，溶液成褐黄色。然后逐渐升高温度达到100左右，维持温度在100-110反应约1.5小时，蒸出大部分水和剩余的乙酸，温度下降，表示反应结束。然后趁热将反应混合物倒人盛有200mL冷水的烧杯中（注意不要锌粉倒出），立即有白色固体析出，冷却结晶，抽滤。取2g粗产品加10ml的7：3的乙醇水溶液进行重结晶，抽滤得白色固体，干燥，称重并测其熔点。熔点为148

6、.1-148.6。2）对乙酰氨基苯甲酸的合成 芳胺的酰化可作为氨基的保护基-乙酰基衍生物，降低芳胺对氧化降解的敏感性。用高锰酸钾进行化学氧化。反应：在500mL烧杯中，加入对甲基乙酰苯胺8.2g（0.05mol，M=149.16g/mol），36.9g七水硫酸镁，450ml冷水。同时在500ml烧杯中缓慢加入31.6g高锰酸钾溶液（50ml），加热至85充分搅拌，至溶液点在滤纸上紫色环消失，物质成深褐色，趁热抽滤（用两层滤纸），因滤液还有颜色，故再抽滤一次。得无色溶液，（如果在1h后紫色环没有消失则停止加热趁热抽滤（用两层滤纸）冷却至室温用加入适量乙醇煮沸至溶液呈棕色，抽滤）加入20%硫酸至酸

7、性PH2-3，生成白色沉淀，冷却，抽滤，存放。3）对氨基苯甲酸的合成 反应：在100mL圆底烧瓶中加入3.4g对乙酰氨基苯甲酸，加入约28.8mL的18%的盐酸进行水解，用小火缓缓回流30min。待反应物冷却后，加入50ml水用10%氨水中和，PH5-6，加入少量冰醋酸（30ml加1ml）充分摇振后置于冰浴中骤冷以引发结晶（因本产品结晶困难可用玻璃棒摩擦烧杯壁促进结晶），冷却结晶后，抽滤收集产物，干燥，保存。4）对氨基苯甲酸乙酯的合成反应： 在100mL圆底烧瓶中，加入0.5g对氨基苯甲酸，15mL95%乙醇，旋摇烧瓶使尽量使固体溶解。将烧瓶置于冰浴中冷却，逐滴加入0.6ml（10滴）浓硫酸，

8、立即产生大量沉淀，将反应混合物在水浴上回流（如图3）1小时，并不时摇荡。将反应混合物转入烧杯中，冷却后分批加入10%碳酸钠溶液中和，直至加入碳酸钠溶液无明显气泡，继续加10%碳酸钠溶液至PH=8-9。在中和过程中产生少量沉淀，将溶液转入分液漏斗中，并用5ml乙酸乙酯洗涤沉淀后并入分液漏斗。向分液漏斗中加入20mL乙酸乙酯每次萃取两次，合并乙酸乙酯层，并用无水硫酸镁干燥，过滤。搭蒸馏装置（如图1）在水浴上蒸馏除去乙酸乙酯和大部分乙醇，并回收乙酸乙酯。烧瓶中残余约4ML油状物用50%乙醇（每1ml加5ml）重结晶（装置如图3），加热回流5分钟，趁热抽滤，取滤液冷却结晶，测熔点，测红外光谱。测量产物

9、的熔点为90-91。结果与讨论一讨论1）对甲基乙酰苯胺的合成 芳胺的酰化可作为氨基的保护基-乙酰基衍生物，降低芳胺对氧化降解的敏感性。乙酰基的空间效应使芳胺成为对位取代。反应时加锌粉是为了防止甲基被氧化。2）对乙酰氨基苯甲酸的合成 高锰酸钾溶液分批加到对甲基乙酰苯胺的混合物中，并不断搅拌，以免氧化剂局部浓度过高破坏产物。在过滤后溶液为紫红色，说明实验中高锰酸钾过量，在调完PH得到的产率不高，可能是反应时间不够。3）对氨基苯甲酸的合成 调PH至5-6时，要加入大量的氨水，且会形成缓冲试剂，因为对氨基苯甲酸在PH=6.5产率最高。4）对氨基苯甲酸乙酯的合成产率很低，可能是回流不充分，反应物不纯造成

10、的，也可能是由于碳酸钠量不足导致硫酸为充分中和，对氨基苯甲酸乙酯在酸性条件下水解.在红外光谱中得出反应产物为苯甲酸而不是对氨基苯甲酸乙酯，因为回流不完全，对氨基苯甲酸没有反应完成。二实验结果（括号中为实验实际所用的反应物的质量）1. 实验数据处理:第1步：n（对甲苯胺）=m（对甲苯胺）/107=0.1molm（对甲基乙酰苯胺理论）=0.01*149=14.9gm（实际）=10.6产率=71%第2步：1 ： 1m（对甲基乙酰苯胺反应）=10g n（对甲基乙酰苯胺反应）=10/149=0.067molm（对乙酰氨基苯甲酸理论）=11.99gm（对乙酰氨基苯甲酸实际）=5.8g产率=m（实际）/m（

11、理论）*100%=48.4%第3步：1 ： 1m（对乙酰氨基苯甲酸反应物）=3.4gn（对乙酰氨基苯甲酸反应物）=m/M=3.4/179=0.019molm（对氨基苯甲酸理论）=0.019*137=2.603gm（对氨基苯甲酸实际）=0.7g产率=0.7/2.603*100%=26.89%第4步：1 ：1m（对氨基苯甲酸反应物）=0.5gn（对氨基苯甲酸）=m/M=0.0036molm（对氨基苯甲酸乙酯理论）=0.0036*165=0.60gm（实际）=0.01g产率=0.01/0.6*100%=1.67%药品项目对甲苯胺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相对分子量10

12、7149179137165实际产量/10.6g5.8g0.7g0.6g理论产量/14.9g11.99g2.603g0.01g产率/71%48.4%26.89%1.67%颜色状态白色粉末状晶体白色针状晶体微黄色针状晶体黄色针状体（有cl-）微黄色晶体总结与展望：本综合实验分四次完成（分别为对甲基乙酰苯胺、对乙酰氨基苯甲酸、对氨基苯甲酸、对氨基苯甲酸乙酯的制备），实验基本成功。通过此次实验了解了药物合成的基本过程，学习多步有机合成实验路线的选择和最终产率的计算；初步掌握了胺酰化、氧化、水解和酯化反应的原理及回流、过滤，混合溶液重结晶等基本操作；在实验中发现和解决了部分实际操作问题，增强了独立思考分析能力和动手能力，并培养了动手实验的兴趣。当然在实验过程中发现了很多的不足：每次重结晶后产量都很少，产率很低，是操作出了问题还是上一步的产物不纯导致反应物减少造成，原因还不明确。 希望在以后的学习中不断提升自己的独立思考及动手能力，能自己解决实际应用中的部分问题。