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文檔簡介

1、磺胺醋酰鈉的合成一、【藥物概述】本品為短效磺胺類藥物,具有廣譜抑菌作用。因與對氨基苯甲酸競爭細菌的二氫葉酸合成酶,使細菌葉酸代謝受阻,無法獲得所需嘌呤和核酸,致細菌生長繁殖受抑制。本品對大多數(shù)革蘭氏陽性和陰性菌有抑制作用,尤其對溶血性鏈球菌、肺炎雙球菌、痢疾桿菌敏感,對葡萄球菌、腦膜炎球菌及沙眼衣原體也有較好抑菌作用。對真菌有一定作用?;前反柞bc化學名為M(4一氨基苯基)一磺酰基一乙酰胺鈉一水合物,化學結(jié)構(gòu)式為:磺胺醋酰鈉為白色結(jié)晶性粉末,無臭味,微苦,易溶于水,微溶于乙醇、丙酮。【1】磺胺醋酰鈉CAS登記號: 144-80-9二、【實驗目的要求】1通過磺胺醋酰鈉的合成,了解用控制pH、溫度等

2、反應條件純化產(chǎn)品的方法。2通過本實驗操作,掌握乙?;磻脑?。3加深對磺胺類藥物一般理化性質(zhì)的認識。三、【實驗原理】【2】四、【儀器和試劑】1、實驗儀器: 儀器攪拌器、溫度計、球形冷凝管、三頸瓶、恒溫水浴鍋、量杯、燒杯、抽濾瓶、布氏漏斗、精密pH試紙。2、試劑: 磺胺 醋酐 氫氧化鈉(225、77) 活性炭 試紙【3】3、主要物理性質(zhì):試劑名稱熔點()沸點()相對分子質(zhì)量溶解性性狀磺胺164-167172.20在水中溶解度極低,較易溶于稀堿。白色或微黃色結(jié)晶性粉末醋酐-73.1102.09102.09溶于乙醇、乙醚、苯。無色透明液體,有刺激氣味。氫氧化鈉318139040.01易溶于水溶液呈

3、無色熔融白色顆粒或條狀,現(xiàn)常制成小片狀。 五、【實驗流程圖及步驟】1、磺胺醋酰的制備磺胺17.2g及22.5%NaOH溶液22ml HH 22ml111111 加入3.6ml醋酐5min后滴加77%的NaOH的2.5ml(保持pH1213)加入三頸瓶,攪拌于水浴上加熱50左右 每隔5min交替加入2ml醋酐和2mlNaOH加料 期間反應溫度5055,保持pH1213(5次)加料后繼續(xù)保溫攪拌反應30min20ml水100ml燒杯得無色粘稠狀反應液 用濃鹽酸調(diào)pH至7于 水浴中放置12h冷卻得白色黏狀固體及無色溶液 抽濾,用適量冰水洗滌,用濃鹽酸調(diào)pH至45左右 濾液加少量活性炭室溫脫色沉淀用3

4、倍量的10%鹽酸溶解,放置30min 抽濾棄去不容物用40%NaOH調(diào)pH至5,析出磺胺醋酰,抽濾,于紅外燈干燥于水浴上加熱至90,滴加40%NaOH至恰好溶解,溶液pH為78,趁熱抽濾,濾液轉(zhuǎn)至小燒杯中冷卻析晶,抽濾,干燥,得磺胺醋酰鈉2、磺胺醋酰鈉的制備將以上磺胺醋酰投入50ml燒杯中,滴少量水濕潤 1、 磺胺醋酰的制備 在裝有攪拌棒及溫度計的 100 mL 三頸瓶中,加入磺胺 17.2 g,22.5%氫氧 化鈉 22 mL,開動攪拌,于水浴上加熱至 50左右。待磺胺溶解后,分次加入醋 酐 3.6 mL, 77% 氫氧化鈉 2.5 mL (首先, 加入醋酐 3.6 mL, 77% 氫氧化鈉

5、 2.5 mL; 隨后,每次間隔 5 min,將剩余的 77% 氫氧化鈉和醋酐分 5 次交替加入) 。加料 期間反應溫度維持在 5055及 pH1213;加料完畢繼續(xù)保持此溫度反應 30 min。反應完畢,停止攪拌,將反應液傾入 100mL 燒杯中,加水 20 mL 稀釋。用 36% 鹽酸調(diào)至 pH 7,于冰水浴中放置 30 min,并不時攪拌析出固體,抽濾固體, 用適量冰水洗滌。洗液與濾液合并后用濃鹽酸調(diào)至 pH 45,抽濾,得白色粉末。 用 3 倍量(3 mL / g)10% 鹽酸溶解得到的白色粉末,放置 30min,不時攪 拌,盡量使單乙酰物成鹽酸鹽溶解,抽濾除不溶物。濾液加少量活性碳室

6、溫脫色 4 10 min,抽濾。濾液用 40% 氫氧化鈉調(diào)至 pH 5,析出磺胺醋酰,抽濾,壓干。 干燥,測熔點(mp.179184) 。 2、磺胺醋酰鈉的制備 制備5NaOH乙醇液100nd(備用)。 將磺胺醋酰,移人100ml燒杯中,用量杯量取5NaOH乙醇液4Oml倒人燒杯中, 室溫攪拌至固體完全溶解,在水浴中蒸去乙醇,析晶,干燥得磺胺醋酰鈉,計算 收率。 六、【實驗裝置圖】七、【其他合成路線及方法改進】方法一:改變磺胺醋酰合成實驗的反應溫度、反應時間、控制反應過程中的pH值,對滴加醋酐的加人方法也作了一定的改進。由于磺胺醋酰產(chǎn)量低, 難以獲得到最終產(chǎn)品磺胺醋酰鈉;改進實驗可從提高磺胺醋

7、酰產(chǎn)量著手。改變滴加醋酐的方式、適當延長反應時間和提高反應溫度, 均有利于磺胺醋酰產(chǎn)率的提高。反應中保持pH 12 13, 必要時需補加堿液。滴加醋酐的方法對反應影響較大, 慢滴快加攪拌是操作的關鍵, 有兩種方法有利于磺胺醋酰的生成, 一是將交替滴加醋酐的時間由原來每次5 m in 延長至10 m in左右( 9 13 m in) , 或?qū)⒃瓉斫惶娴渭哟佐? 次(每次2m l)改為交替滴加4次(每次2. 5m l), 并保持每次滴加醋酐的時間為10 m in。將反應溫度提高到60 65 , 或延長反應時間至40 60 m in, 均可提高磺胺醋酰的產(chǎn)率?!?】附: 方法二:通過加吡啶做催化劑,

8、提高了醋酐的?;芰?,磺胺利用率有明顯提高,磺胺醋酰的收率也由原來的約50提高到70左右;用5NaOH乙醇液代替20NaOH水溶液與磺胺醋酰成鹽,簡化了操作,提高了磺胺醋酰鈉的收率,成鹽一步收率可達98以上。【4】八、【思考與討論】1.磺胺類藥物有哪些理化性質(zhì)?答:磺胺類藥物一般為白色或微黃色結(jié)晶性粉末;無臭,無味。具有一定熔點。難溶于水,可溶于丙酮或乙醇。(1)酸堿性 因本類藥物分子中有芳香第一胺,呈弱堿性;有磺酰氨基,顯弱酸性,故本類藥物呈酸堿兩性,可與酸或堿成鹽而溶于水(2)自動氧化反應 本類藥物含芳香第一胺,易被空氣氧氧化。(3)芳香第一胺反應磺胺類藥物含芳香第一胺,在酸性溶液中,與亞

9、硝酸鈉作用,可進行重氮化反應,利用此性質(zhì)可測定磺胺類藥物的含量。生成的重氮鹽在堿性條件下,生成橙紅色偶氮化合物,可作本類藥物的鑒別反應。(4)與芳醛縮合反應 芳香第一胺能與多種芳醛(如對二甲氨基苯甲醛、香草醛等)縮合成具有顏色的希夫堿.(5)銅鹽反應 磺酰氨基上的氫原子,可被金屬離子(如銅、銀、鈷等)取代,生成不同顏色的難溶性沉淀,可用于鑒別。2.反應液處理時,pH7時析出的固體是什么,pH5時析出的固體是什么?在10鹽酸中不能溶解的物質(zhì)是什么?答:pH=7時候析出的固體是未反應的磺胺;5的時候析出的是磺胺醋酰。在10鹽酸溶液中磺胺醋酰生成鹽酸鹽而溶解,而雙乙?;前酚捎诮Y(jié)構(gòu)中無游離的芳伯胺基,

10、不能和鹽酸成鹽故析出。3.反應過程中,若堿性過強,其結(jié)果是磺胺較多,磺胺醋酰次之,磺胺雙醋酰較少;若堿性過弱,其結(jié)果是磺胺雙醋酰較多,磺胺醋酰次之,磺胺較少,為什么?請解釋原因。答:因堿度過大磺胺雙醋酰易水解成磺胺,且易引起磺胺醋酰水解成磺胺;而因堿度過小時,反應過程中易生成較多的N乙酰磺胺,且磺胺雙醋酰分子結(jié)構(gòu)中的N乙?;灰姿庀聛?,故之。九、【注意事項】1.本反應是放熱反應,氫氧化鈉與醋酐交替投料交替加入,目的是避免醋酐和NaOH同時加入時產(chǎn)生大量的中和熱而溫度急速上升,造成芳伯胺基氧化和已生成的磺胺醋酰水解,導致產(chǎn)量降低,因此反應的溫度亦不能過高,需控制在5055。滴加乙酸酐和氫氧化鈉

11、溶液是交替進行的,先氫氧化鈉后醋酐,每滴完一種溶液后,反應攪拌5分鐘,再滴入另一種溶液,滴加速度以液滴一滴一滴加入為宜。2.實驗中使用氫氧化鈉溶液濃度有差別,在實驗中切勿用錯,否則會影響實驗結(jié)果,保持反應液最佳堿度是反應成功的關鍵之一。用22.5%NaOH液是做為溶劑溶解磺胺,使其生成鈉鹽而溶解。用77%NaOH液是為了使反應液維持在pH12-14左右,避免生成過多雙乙?;前?。3.由于磺胺和醋酐反應時同時有磺胺醋酰和雙乙酰磺胺生成,反應過程中若堿性過強(pH14 ),則乙酰化反應可能不完全,磺胺較多,磺胺醋酰次之,磺胺雙醋酰較少;因為堿性過強(pH14)雙乙?;前芬姿獬苫前罚滓鸹前反柞K?/p>

12、解成磺胺;若堿度不足(pH12),則雙乙酰磺胺生成較多,磺胺醋酰次之,磺胺較少,堿性過弱(pH12 環(huán)境中反應易生成較多的N4-乙?;前?,且雙乙?;前贩肿咏Y(jié)構(gòu)中的乙?;灰姿?。故實驗中需嚴格控制各步投料量。4. 在本實驗中,溶液pH的調(diào)節(jié)是反應能否成功的關鍵,應小心注意,否則實驗會失敗或收率降低。?;禾幚磉^程中,pH7時析出的固體是N4乙酰磺胺和磺胺,pH5時析出的固體是磺胺醋酰鈉和雙乙?;前?,在10HCl中不溶物是雙乙?;前?,因為其結(jié)構(gòu)中無游離的芳伯氨基不能于HCl成鹽。5.精制時加入活性炭起脫色之功效,所加入的量為產(chǎn)品量的1%,不能太多,否則使產(chǎn)品收率下降。6.磺胺醋酰在無水乙醇溶解時

13、,置水溶加熱時間不宜太長(約35分鐘為宜),否則產(chǎn)品易氧化和水解。固體溶解如溶液混濁,則需抽濾。必須嚴格控制水浴溫度,若溫度過高易引起磺胺醋酰鈉水解和氧化,影響產(chǎn)量和質(zhì)量,溫度低不易成鈉鹽。7.制備磺胺醋酰鈉時,氫氧化鈉溶液的量應嚴格控制,按計算量加。因磺胺醋酰鈉水溶度大,由磺胺醋酰制鈉鹽時,氫氧化鈉量多于計算量,則磺胺醋酰鈉損失量大,必要時加少量丙酮,以使磺胺醋酰鈉析出。滴加40%氫氧化鈉溶液調(diào)pH78時可見溶液澄明,顯示磺胺醋酰已生成磺胺醋酰鈉,若有微量不溶物,可能是未除盡的副產(chǎn)物。氫氧化鈉溶液切勿過量,因磺胺醋酰鈉在強堿性溶液中和受熱情況下,易氧化水解而致產(chǎn)量和質(zhì)量下降。8.產(chǎn)品過濾時,嚴禁用水洗滌產(chǎn)品,因所得產(chǎn)品為鈉鹽,在水中有較大的溶解度。9.在pH 7時析出的固體不是產(chǎn)物,應棄去。產(chǎn)物在濾液中,切勿搞錯。10.在pH 45析出的固體是產(chǎn)物。十、【參考文獻】【1】尹衛(wèi)平 張玉清 ,高等學校教材 化

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