苯佐卡因的合成

有机合成工艺设计1苯佐卡因的合成姓名王聪一．背景介绍1通用名称：苯佐卡因英文名称：Benzocaine中文别名：阿奈司台辛、苯唑卡因、麻因英文别名：Anaesthesine、Anaesthesinum、Anesthamine、Benzocainum、Ethoforme、EthylAminobenzoate、EthylisAminobenzoasCASNO.94-09-7[1]EINECS202-303-5分子式C9H11NO2InChI编码InChI=1/C9H11NO2/c1-2-12-9(11)7-3-5-8(10)6-4-7/h3-6H,2,10H2,1H3密度1.17沸点172℃(17tor物理性质苯佐卡因学名为对氨基苯甲酸乙酯，又叫阿奈司台辛，是一种合成的局部麻醉剂，白色结晶性粉末，无臭，无味或微苦；性质较稳定，遇阳光变黄色。在乙醇、氯仿中易溶，在脂肪油中略溶，在水中极微溶解。苯佐卡因局部施用，作用于皮肤、黏膜的神经组织，阻断神经冲动的传导，随后有麻痹感，使各种感觉暂时丧失，麻痹感觉神经末梢而产生止痛、止痒作用。本品作用比从天然古柯植中提取的柯卡因更强，毒性仅为可卡因的1／20～160。且无副作用和无危险性，可直接用于化妆品紫外线吸收，皮肤创面和溃疡面及痔疮的止痛，其软膏还可用作鼻咽导管、内突窥镜等润滑止痛。这虽然为一种药物合成的中间体，但其在药物合成中却有重要的意义，利用这种中间体可以合成许多产物。对我们以后的生活有着重要的意义。但通过化学方程是我们又可以看出来，芳香族的化合物具备一定的毒性，所以也尽量少内服，我有机合成工艺设计2们目前的生产工艺的不完善，无法大量的实现这种物质多方位的合成，但我们具有的常新精神驱动着我们努力的探寻着新的的合成路线。我们利用本作卡因的中间体所合成的软膏是目前市场上很常见的一种药物产品。这种物质对人的皮肤的伤害很小。具有很好的市场前景。合成工艺（1）利用对硝基苯甲酸在硫酸亚铁的作用下和氨气的水溶液作用，生成对氨基苯甲酸，再和醇的作用生成对氨基苯甲酸乙酯。利用对硝基苯甲酸为原料5克----利用碱性氨水为溶剂，以硫酸亚铁为催化剂，合成对氨基苯甲酸---以盐酸为催化剂，和乙醇在六十摄氏度下发生反应---氨基苯甲酸乙酯实验最基础以甲苯为原料，利用基础的化学反应在相应的一仪器中利用催化剂合成对硝基苯甲酸。实验过程多以混合酸为催化剂。再加热条件下进行。反应过程很短必须尽快的收集。实验过程中由于时间很短，原料比例尽量达到一比一。产品表征脂肪组合芳香族伯胺的N-H伸缩震动在3500-3400范围内。=有两个吸收峰。缔和的氮青向伸缩振动则像低波方向移动，而仲氨在这个区域只有一个吸收峰，伯胺的N-H弯曲振动在1650-1590，其中伯芳氨在1340—1250其中酯基出现的区域1710—1780产率核算第一步的产率80%，由于催化的效率不高第二步不高67%，第三步的为70%。化合物合成总的产率为35%.成本核算对硝基苯甲酸市场价格每克一点五元，实验过程中用掉五克，加上氨水用掉200毫升约合人民币三元。硫酸亚铁自己配置约合一元。实验过程的产物总共花费十二元。COOH2NO2NHCOOH2NH4FeSO32NH.HO25CHOHHCl25COOCH有机合成工艺设计3（2）利用对硝基甲苯在高锰酸钾的作用下将其氧化成对硝基苯甲酸，再利用四氯化锡作催化剂让其和乙醇发生化学反应，再利用还原剂将其还原为氨基。对硝基甲苯---高锰酸钾在氧气作用下---利用四氯化锡催化和乙醇反应-----用氧化铂作催化剂在乙醇溶剂中还原硝基产品表征脂肪组合芳香族伯胺的N-H伸缩震动在3500-3400范围内。=有两个吸收峰。缔和的氮青向伸缩振动则像低波方向移动，而仲氨在这个区域只有一个吸收峰，伯胺的N-H弯曲振动在1650-1590，其中伯芳氨在1340—1250其中酯基出现的区域1710—1780。产率计算第一步的产率90%，由于催化的效率不高第二步不高85%，第三步的为85%,第四步产率为90%化合物合成总的产率为58%.成本核算对硝基甲苯实验也选择五克，花费六元，高锰酸钾花费一元，四氯化锡市场价格很贵每克五元由于做催化剂用量很少花费十元。乙醇自己提纯的花费约一元。氧化箔的市场价格约一元。总价格二十元。实验过程中由于高锰酸钾的氧化性由于处于不同的溶剂，酸性，碱性，中性。溶剂的不同的形态的溶剂对结果有不同的影响，必须选择合适的。（3）利用对氨基甲苯和乙酰氯在催化剂的作用下来保护氨基，再利用催化剂将甲基氧化成为羧基再利用浓硫酸进行催化，的目标产物。3CH2NOO4KMnOCOOH2NO25CHOH4SnCl23COOCHCH2NO2H/PtO2595%CHOH23COOCHCH2NH2NH3CH3NHCOCH3CHO4KMnO3NHCOCHCOOHHCl2NHCOOH32CHCHOH24浓HSO2NH23COOCHCH有机合成工艺设计4对硝基甲苯没有催化剂直接反应--------利用乙酰氯在加热条件下进行---------利用高锰酸钾氧化将甲基氧化成甲酸再利用盐酸还原----------在浓硫酸催化下进行反应产品表征脂肪组合芳香族伯胺的N-H伸缩震动在3500-3400范围内。=有两个吸收峰。缔和的氮青向伸缩振动则像低波方向移动，而仲氨在这个区域只有一个吸收峰，伯胺的N-H弯曲振动在1650-1590，其中伯芳氨在1340—1250其中酯基出现的区域1710—1780。产率计算第一步的产率80%，由于催化的效率不高第二步不高65%，第三步的为75%,第四步产率为80%，第五步反应速率80%化合物合成总的产率为18%成本核算对氨基甲苯用量五克约4元，乙酰氯约五角，高锰酸钾约一元，盐酸自己配置的约一元，浓硫酸和乙醇总的价格约两元总的花费九元。是这些中话费最低的一种。4利用微波来进行催化。这种路线仅仅适用于小规模的实验室，而且微波的仪器特别贵。有机合成工艺设计5对硝基苯甲酸产品表征脂肪组合芳香族伯胺的N-H伸缩震动在3500-3400范围内。=有两个吸收峰。缔和的氮青向伸缩振动则像低波方向移动，而仲氨在这个区域只有一个吸收峰，伯胺的N-H弯曲振动在1650-1590，其中伯芳氨在1340—1250其中酯基出现的区域1710—1780。产率计算由于利用高科技的生产，产率比较高为78%。成本核算红外光波花费30元，其余的花费两元，总体花费三十二元。合成的优缺点方法（3）条件温和，选择性好，反应时间短，但产率低一般也就达到18%左右；方法（1）用硫酸亚铁在氨水环境下还原生成对氨基苯甲酸，由于硫酸亚铁在碱性环境下容易形成氢氧化物沉淀及对氨基苯甲酸的羰基与亚铁离子形成不溶性沉淀而混于铁泥中不易分离；方法（2）尽管产率不错达到42%，但其所用催化剂SnCl4、PtO均比较昂贵，故成本高；路线（4）[4]中也有路线（2）中的缺点，此外，微波技术对产率的提高是无容置疑的，但这却影响了其工业上大规模生成。新的合成路线路线（3）其产率低主要是由于其酯化过程产率太低，为此我们想在路线（3）的基础上通过对其酯化过程的改进来提高产率。利用红外微波辐射利用铁和氯化铵催化2NH25COOCH25CHOH对甲苯磺酸微波辐射COOH2NO23COOCHCH2NOFe4NHCl有机合成工艺设计6优化条件以后化合物的产率上升了达到由第一步的反应中对氨基甲苯产量达到90%以上，利用高锰酸钾的产率也达到85%。每步的物质产率也不低于85%，整体的效率也达到56.2%是产率较为高的一种。而且这种方法可以大规模的应用与工业的生产中。这些反应的方法必须在特定的反应釜中进行，有些必须持续的加热，而且反应物的用量也尽量用一比一这样为了使其在相同的情况下来做比较，更容易的得出结论。影响反应的因素还有很多，例如不同的催化剂也对反映有影响表1不同催化剂对酯化反应收率的影响，酯化反应中的酸醇的比例也有影响结果。催化剂浓硫酸硫酸氢钠氨基磺酸硫酸氢钠+浓硫酸氨基磺酸+浓硫酸硫酸氢钠+氨基磺酸+浓硫酸用量2.0ml4.3g3.0g4.3g+2.0ml3.0g+2.0ml0.3g+0.3g+2.0ml收率/%38.526.742.373.372.782.6酯化反应及其影响因素因素A/molC/molD/min酯化率/%121.1:11:1.2:12.57080.4221.1:11:1.2:15.76081.3321.1:11:0.8:15.75075.1423.5:11:1.2:12.55077.2523.5:11:1.2:15.77080.8623.5:11:0.8:15.76085.5725.9:11:1.2:12.56081.6825.9:11:1.2:15.75078.7925.9:11:0.8:15.77083.8Ⅰ236.8239.2231.0Ⅱ243.5240.8248.4Ⅲ244.1244.4245.0极差7.35.317.4从表2可以看出，当醇酸摩尔比在25.9:1，混合酸的摩尔比在1:0.8:15.7,3CH2NH2NH3CH3NHCOCHCOOH3NHCOCHCOOH32(CHCO)O+HO4KMnOHCl25CHOH，浓硫酸硫酸氢钠/氨基磺酸2NH23COOCHCH有机合成工艺设计7反应时间为60min，酯化反应的收率最佳，将在85.5%以上，且反应时间是影响酯化反应收率的一个比较重要的因素。成本核算甲苯市场的价格约每千克七元左右，但那里含有杂质的量太多了，必须利用科学的过滤方法提纯，最终剩下的原来的五分之一，来做实验。也就是每千克的实际价格达到二十元。高锰酸钾的市场价格也并非很高，并且高锰酸钾只是作催化剂用量也不是很大，加上其他的原料的限制，总的价钱达到二百左右，而生成的苯左卡因的量约二百克左右。参考文献【1】彭思勋.药物化学【M】北京：化工出版社.1988【2】袁正平.王汝龙.化工产品手册.药物【z】北京化工出版社。1987【3】吴宪伟.化学实验技术基础【m】北京：化工工业出版社.1998【4】兰州大学复旦大学有机化学教研组.有机实验【m】上海：人教版1978