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1、制药工程专业实 验 讲 义目 录实验室安全技术知识简介实验一 苯佐卡因(Benzocaine)的合成实验二 黄柏中盐酸小檗碱的提取及薄板层析实验三 乙酰水杨酸合成(设计性实验) 实验四 相转移催化法合成dl-扁桃酸实验室安全技术知识简介一、化学试剂的一般安全知识许多化学试剂具有易燃、易爆和易使人中毒的性质，通常称其为化学危险品。目前，约有2 000种左右的化学试剂被列为危险品。运输和公安部门根据发生危险事故的情况，将它们分成8类，每类的危险特性各异。现分别简述如下：1爆炸性试剂 爆炸品是指受外界的引发，在产生剧烈化学反应同时，放出大量的热能和气体(CO2、CO、H20、N2等)的物质。按“危险
2、品安全管理规则”(以下简称“危规”)规定，爆炸品可分为4类：(1) 点火器材(如导火绳等)；(2) 起爆器材(如雷管等)；(3) 炸药及爆炸性药品(如苦味酸、三硝基甲苯等）；(4) 其它爆炸品(如焰火、爆竹等)。2液化气体和压缩气体 临界温度在常温以上的气体受压液化后装在耐压容器内，称为液化气体(如浓氯、液氨等)；临界温度在常温以下的气体，在常温压入耐压容器，称为压缩气体。这两类气体的膨胀力随温度升高而增大，因此，要置阴凉通风处，防止日光直晒。按“危规”规定，气体试剂可分为剧毒、易燃、助燃和不燃气体4类。3易燃液体试剂 这类试剂在正常工作环境温度下产生的蒸气遇火源就燃烧。由于有流动性和较高的蒸
3、气压，使危险的范围和着火爆炸的危险程度增大。温度越高，液体的蒸气压越大，其燃烧的危险性也就越大。通常以闪点来衡量易燃液体的危险程度相划分等级。闪点(闪光点)即可燃液体的蒸气与靠近被面的空气温合到一定比例后闪燃的最低温度。一般来说，闪点越低，越易燃烧。由于正常生产过程中的环境温度和自然气温有所不同，按闪点来划分易燃液体的等级也就有所不同。有的规定，闪点低于28者为一级易燃品，闪点在2845者为二级易燃品，也有的规定，闪点低于-18者、-1823者和2361者分别称为低闪点、中闪点和高闪点易燃液体。从易燃液体的化学结构可估计其闪点的高低和危险程度，有两条原则可循：(1) 同系物的闪点随碳原子数增加
4、而升高。例如；甲醇(10)乙醇(14)正丙醇(22)正丁醇(29)；(2) 同系物分子中有一个或多个卤原子时，其可燃性降低。例如：氯苯、二氯苯、三氯苯和四氯苯的闪点依次为24、66、113和153。4.易燃固体试剂、易自燃试剂和遇水燃烧试剂(1) 易燃固体试剂 指在正常储运情况下易燃烧和爆炸的固体物质。按“危规”规定，易燃固体分一、二两级。常见的有红(赤)磷和硝化棉等少数品种。(2) 易自燃试剂 指在无火源和常温情况下，能自行发热并积累热量使温度升至燃点而引起燃烧的物质。易自燃试剂按其自燃程度分为一、二两级。一级易燃试剂要使用特殊包装。(3) 遇水燃烧试剂 指与水能发生剧烈化学反应，放出可燃气
5、体并能着火的物质。这类试剂主要有钠、钾、锂、钙。前两者应置液体石蜡或煤油中隔绝空气保存；因锂比汽油还轻，一般用半固态矿物油封存；钙与水反应缓慢，密封即可。“危规”将遇水燃烧试剂分为一、二两级。5.氧化性试剂 “危规”中所指的氧化性试剂都是含氧物质，受热时分解出氧使附近的可燃物着火。6.毒害性试剂 毒害性试剂通称毒害品，指的是进入人体血液后能导致疾病或死亡的物质。毒害品可通过下列途径导致中毒：呼吸器官；消化器官；皮肤。按“危规”规定，毒害品分4种：无机剧毒品，如氰化物；有机剧毒品二甲酯、氖乙酸等；无机毒害品，如红丹(四氧化三铅)，有机毒害品，如：三氯甲烷等。7.腐蚀性试剂 指接触人体的皮肤或粘膜
6、时，使接触的组织立即产生不可逆破坏化学品。按其化学性质，分为酸性腐蚀品、碱性腐蚀品和其它腐蚀品3种。8.放射性试剂二、防毒防尘器材为了能在有毒害气体或粉尘的场所进行生产、事故处理或人员抢救，有关操作现场应配备相应的防毒防尘器材，并通过教育使学生能正确使用这些器材，以便在需要时保护自己。防毒防尘器材主要包括：过滤式防毒面具；防毒口罩；防尘口罩。三、消防和急救基本措施(一) 灭火的基本知识1.隔离法 采取将燃烧物与未燃烧物或将可燃物与助燃物相隔的措施，使燃烧中断而灭火。2.窒息法 即采取措施阻止助燃物进入着火物的表面区而使火熄灭。这些措施有：以不燃气体稀释空气，降低其中氧的含量；用砂子、石棉毯、湿
7、麻袋等覆盖着火物，使其因得不到足够的氧而熄灭。(二) 急救措施急救措施要简单易行，主要有：1.眼部 立即以清水(最好用温水)冲洗患部及其周围至少15min。2.皮肤 立即以大量清水冲洗患部至少1530min。若是受碱腐蚀，可用2%醋酸溶液洗涤；被酸腐认可用稀碳酸氢纳溶液洗涤；衣着被腐蚀品污染后应立即脱去，以免腐蚀皮肤。3.呼吸道 当吸入毒害品而中毒时，应使中毒者尽快离开现场，吸入新鲜空气。若中毒者呼吸因难，可作口对口的人工呼吸并使其安静、保持温暖。4.胃肠道 可给中毒者喝24杯温开水；不宜喝水时、可改用牛奶(昏迷的中毒者，不可服用任何东西！)。随后，立即用手指搔其舌根部的两侧，使其吐出毒物；也
8、可饮用温食盐水催吐，直到吐出液澄清为止。最好根据毒物的毒性，对症给予解毒剂。无论毒物进入的途径和作用部位如何，严重中毒者都应立即就医。四、实验室安全防护技术(一) 实验时的一般注意事项(1) 实验前认真预习，作好一切准备工作，以保证实验质量和安全。(2) 实验开始前应检查仪器是否完整无损，装置是否正确稳妥。(3) 安装仪器时，保持松紧适度；搅拌须与装置垂直并转动自如；若需装温度计，则应在搅拌运动范围之外。先搅拌后加热回流，以免暴沸。(4) 实验所需的防护用品、如手套、防护眼镜和面罩等应准备齐全，酌情选用。(5) 进行实验时，思想要集中，操作要认真，不得把离操作台，并经常注意仪器有无泄漏、碎裂、
9、反应是否正常等情况。(6）实验中所用药品和废弃物不能随意散失和遗弃。切勿把任何药品倒回储瓶。反应中产生的有害气体应按规定处理，以免污染环境、损害身体。(7) 学生应严格按规程进行实验，若要改变须征得教师的同意。(8) 保持实验室安静、整洁。实验中保持桌面、地面、水槽和仪器干净。(9) 实验结束后，须将水、电、煤气等关闭，打扫好卫生，经教师同意后方可离开。（二) 警火、爆炸和中毒事故的预防1.着火 使用乙醚、石油醚、二硫化碳、丙酮、苯、甲醇和乙醇等易燃液体时，应远离火源。切勿敞口加热或直火蒸馏。装置不能漏气。应用橡皮管连接接受器支管并引至室外。回流或蒸馏液体时勿忘加沸石。在过热溶液中加沸石，易导
10、致液体冲出，造成损失或着火。使用金属钠不能遇水。钠渣和沾有钠渣的拭纸须用乙醇彻底处理后才能弃之。操作氢、乙炔等易燃易爆气体时，要保持室内空气畅通严禁明火并防止一切火星(如敲击、鞋钉摩擦、马达电刷或电器开关等所产生的火花)的发生。万一着火，应立即切断火源(关闭煤气、拉开电闸)并设法灭火。2爆炸 常压操作切勿造成密闭系统；减压蒸馏不可使用平底烧瓶；加压操作应经常。注意系统内压力有无超安全负荷。否则都可能引起爆炸。使用有机过氧化物、多硝基芳烃、硝酸酯、叠氮化合物、干燥重氮盐、重金属炔化物时须特别小心。乙醚、异丙醚、共轭烯烃等久置后会产生过氧化物，须经检验并除去(若有的话)后方能蒸馏。实验一 苯佐卡因
11、(Benzocaine)的合成苯佐卡因为局部麻醉药，外用为撒布剂，用于手术后创伤止痛，溃疡痛，一般性痒等。化学结构式化学名 对氨基苯甲酸乙酯性状 白色结晶性粉末，味微苦而麻；熔点8890；易溶于乙醇，极微溶于水。一、实验目的通过苯佐卡因苯佐卡因的合成，了解药物合成的基本过程，掌握氧化、酯化和还原反应的原理及基本操作。二、合成路线三、实验步骤l.对硝基苯甲酸的制备(氧化)在装有搅拌和球型冷凝器的100mL三颈瓶中，加入重铬酸钠(含两个结晶水)4.5g，水6mL，开动搅拌，待重铬酸钠溶解后，加入对硝基甲苯1.5g，用滴液漏斗滴加7.5mL浓硫酸。滴加完毕（滴加时间2030分钟），电加热，保持反应液
12、微沸6090分钟(反应中，球型冷凝器中可能有白色针状的对硝基甲苯析出，可适当关小冷凝水，使其熔融)。冷却后，将反应液倾入20mL冷水中，抽滤。残渣用10mL水分三次洗涤。将滤渣转移到烧杯中，加入5硫酸10mL，在沸水浴上加热10分钟，并不时搅拌，冷却后抽滤，滤渣溶于温热的5氢氧化钠溶液19mL中，在50左右抽滤，滤液加入活性碳适量脱色(5-10分钟)，趁热抽滤。冷却，在充分搅拌下，将滤液慢慢倒入15%硫酸15mL中，边倒边用玻璃棒搅拌，即有浅黄色固体析出。检查呈酸性后抽滤，滤饼用少量水洗涤至中性，抽干，粗品用50%乙醇重结晶，干燥，计算收率。2.对硝基苯甲酸乙酯的制备(酯化)在干燥的l00mL
13、圆底瓶中加入对硝基苯甲酸6g，无水乙醇24mL，逐渐加入浓硫酸2mL，振摇使混合均匀，装上附有氯化钙干燥管的球型冷凝器，油浴加热回流80分钟(油浴温度控制在l00120)；稍冷，将反应液倾入到100mL水中，抽滤；滤渣移至乳钵中，研细，加入5碳酸钠溶液10mL(由0.5g碳酸钠和10mL水配成)，研磨5分钟，测PH值(检查反应物是否呈碱性)，抽滤，用少量水洗涤，干燥，计算收率。3.对氨基苯甲酸乙酯的制备(还原)A法：在装有搅拌棒及球型冷凝器的250mL三颈瓶中，加入35mL水，2.5mL冰醋酸和已经处理过的铁粉8.6g，开动搅拌，加热至9598反应5分钟，稍冷，加入对硝基苯甲酸乙酯6g和95乙
14、醇35mL，在激烈搅拌下，回流反应90分钟。稍冷，在搅拌下，分次加入温热的碳酸钠饱和溶液(由碳酸钠3g和水30mL配成)，搅拌片刻，立即抽滤(布氏漏斗需预热)，滤液冷却后析出结晶，抽滤，产品用稀乙醇洗涤，干燥得粗品。B法：在装有搅拌棒及球型冷凝器的100mL三颈瓶中，加入水25mL，氯化铵0.7g，铁粉4.3g，直火加热至微沸，活化5分钟。稍冷，慢慢加入对硝基苯甲酸乙酯5g，充分激烈搅拌，回流反应70分钟。待反应液冷至40左右，加入少量碳酸钠饱和溶液调至PH78，加入30mL氯仿，搅拌35分钟，抽滤；用10mL氯仿洗三颈瓶及滤渣，抽滤，合并滤液，倾入100mL分液漏斗中，静置分层，弃去水层，氯
15、仿层用5盐酸90mL分三次萃取，合并萃取液(氯仿回收)，用40氢氧化钠调至pH8，析出结晶，抽滤，得苯佐卡因粗品，计算收率。4.精制将粗品置于装有球形冷凝器的100mL圆底瓶中，加入1015倍(mL/g)50乙,醇，在水浴上加热溶解。稍冷，加活性碳脱色(活性碳用量视粗品颜色而定)，加热回流20分钟，趁热抽滤(布氏漏斗、抽滤瓶应预热)。将滤液趁热转移至烧杯中，自然冷却，待结晶完全析出后，抽滤，用少量50乙醇洗涤两次，压干，干燥，测熔点，计算收率。五、注释1.氧化反应一步在用5氢氧化钠处理滤渣时，温度应保持在50左右，若温度过低，对硝基苯甲酸钠会析出而被滤去。2.酯化反应须在无水条件下进行，如有水进入反应系统中，收率将降低。无水操作的要点是：原料干燥无水；所用仪器、量具干燥无水：反应期间避免水进入反应瓶。3.对硝基苯甲酸乙酯及少量未反应的对硝基苯甲酸均溶于乙醇，但均不溶于水。反应完毕，将反应液倾入水中，乙醇的浓度降低，对硝基苯甲
