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1、苯佐卡因实验报告三：对氨基苯甲酸乙酯的制备（还原）对氨基苯甲酸乙酯的制备（还原）【 实 验 目 的 】1. 通 过 苯 佐 卡 因 的 合 成 ， 了 解 药 物 合 成 的 基 本 过 程 。 2. 掌 握 氧 化 、 酯 化 和 还 原 反 应 的 原 理 及 基 本 操 作 。3.学 习 以 对 甲 苯 胺 为 原 料 ， 经 乙 酰 化 、 氧 化 、 酸 性 水 解 和 酯 化 ， 制 取 对氨 基 苯 甲 酸 乙 酯 的 原 理 和 方 法 。【 实 验 原 理 】苯 佐 卡 因 的 合 成 涉 及 四 个 反 应 ：（ 1） 将 对 甲 苯 胺 用 乙 酸 酐 处 理 转 变 为
2、 相 应 的 酰 胺 ， 其 目 的 是 在 第 二 步高 锰 酸 钾 氧 化 反 应 中 保 护 氨 基 ， 避 免 氨 基 被 氧 化 ， 形 成 的 酰 胺 在所 用 氧 化 条 件 下 是 稳 定 的 。（ 2） 对 甲 基 乙 酰 苯 胺 中 的 甲 基 被 高 锰 酸 钾 氧 化 为 相 应 的 羧 基 。 氧 化 过程 中 ， 紫 色 的 高 锰 酸 盐 被 还 原 成 棕 色 的 二 氧 化 锰 沉 淀 。 鉴 于 溶 液中 有 氢 氧 根 离 子 生 成 故 要 加 入 少 量 的 硫 酸 镁 作 为 缓 冲 剂 ， 使 溶 液碱 性 不 致 变 得 太 强 而 使 酰 胺
3、基 发 生 水 解 。 反 应 产 物 是 羧 酸 盐 ， 经酸 化 后 可 使 生 成 的 羧 酸 从 溶 液 中 析 出 。（ 3） 使 酰 胺 水 解 ， 除 去 起 保 护 作 用 的 乙 酰 基 ， 此 反 应 在 稀 酸 溶 液 中 很容 易 进 行 。（ 4） 用 对 氨 基 苯 甲 酸 和 乙 醇 ， 在 浓 硫 酸 的 催 化 下 ， 制 备 对 氨 基 苯 甲 酸乙 酯 。反 应 式 如 下 ：【 实 验 试 剂 】对 甲 苯 胺 、 高 锰 酸 钾 、 无 水 乙 醇 、 95%乙 醇 溶 液 、 乙 醚 、 锌 粉 、 无 水 硫酸 镁 、 七 水 硫 酸 镁 、 浓
4、盐 酸 、 18%盐 酸 溶 液 、 浓 硫 酸 、 冰 醋 酸 、 10%氨 水 溶液 、 10%碳 酸 钠 溶 液【 实 验 器 械 】数 字 显 示 熔 点 仪 、 电 子 台 秤 、 电 磁 炉 、 磁 力 搅 拌 器 、 烘 箱 、 球 形 冷 凝 管、 直 形 冷 凝 管 、 空 气 冷 凝 管 、 刺 型 分 馏 柱 、 接 收 器 、 蒸 馏 头 、 圆 底 烧 瓶 （100mL、 50mL） 、 烧 杯 (500mL、 250mL、 100mL)、 量 筒 （ 50mL、 10mL）、 锥 形 瓶 、 抽 滤 瓶 、 布 氏 漏 斗 、 分 液 漏 斗 、 玻 璃 棒 、 药
5、 匙 、 pH 试 纸 、 表 面皿【 实 验 装 置 】 图 1 图 2 图 3【 实 验 步 骤 】（ 一 ） 对 甲 基 乙 酰 苯 胺在 100mL 圆 底 烧 瓶 中 ， 加 入 10.7g（ 0.1mol） 对 甲 苯 胺 、 14.4mL（ 0.25mol） 冰 醋 酸 、 0.1g 锌 粉 （ =0.1g） ， 搭 建 装 置 （ 图 1） 作 为 反 应 装 置 ，加 热 ， 使 反 应 温 度 保 持 在 100 110 ， 当 反 应 温 度 自 动 降 低 时 ， 表 示 反 应结 束 。 取 下 圆 底 烧 瓶 ， 将 其 中 的 药 品 倒 入 放 有 冰 水 的
6、500mL 烧 杯 中 ， 冷 却结 晶 ， 然 后 抽 滤 ， 取 滤 渣 即 对 甲 基 乙 酰 苯 胺 。 取 2g 对 甲 基 乙 酰 苯 胺 (其 它的 放 入 烘 箱 中 烘 干 )放 入 50mL 圆 底 烧 瓶 中 ， 再 加 入 10mL2:1 的 乙 醇 水 溶液 和 适 量 活 性 炭 ， 搭 建 回 流 装 置 （ 图 2） 进 行 重 结 晶 ， 加 热 15 分 钟 后 趁 热抽 滤 除 去 活 性 炭 ， 再 冷 却 结 晶 ， 抽 滤 得 成 品 ， 用 滤 纸 干 燥 后 ， 取 部 分 测 熔 点， 并 记 录 数 据 。 将 烘 干 后 的 对 甲 基 乙
7、 酰 苯 胺 与 重 结 晶 后 的 对 甲 基 乙 酰 苯 胺 一起 称 重 ， 记 录 数 据 。（ 二 ） 对 乙 酰 氨 基 苯 甲 酸在 100mL 烧 杯 A 中 加 入 7.5g（ 0.05mol） 对 甲 基 乙 酰 苯 胺 、 20g 七 水 硫酸 镁 ， 混 合 均 匀 。 在 500mL 烧 杯 B 中 加 入 19g 高 锰 酸 钾 （ 不 可 过 量 ） 和 420mL 冷 水 ， 充 分 溶 解 。 从 B 中 移 出 20mL 溶 液 于 100mL 烧 杯 C 中 ， 再 将 A 中的 混 合 物 倒 入 B 中 ， 加 热 至 85 ， 同 时 不 停 搅 拌
8、 ， 直 至 溶 液 用 滤 纸 检 验 时无 紫 环 出 现 ， 再 边 搅 拌 边 逐 滴 加 入 C 中 溶 液 ， 至 用 滤 纸 检 验 紫 环 消 褪 很 慢时 停 止 滴 加 。 趁 热 抽 滤 ， 在 滤 液 中 加 入 盐 酸 至 生 成 大 量 沉 淀 ， 抽 滤 ， 收 好 产品 。（ 三 ） 对 氨 基 苯 甲 酸称 量 上 一 步 产 物 ， 并 测 熔 点 ， 记 录 数 据 。 在 100mL 圆 底 烧 瓶 中 加 入 5.39g 对 乙 酰 氨 基 苯 甲 酸 和 40.0mL18%盐 酸 溶 液 ， 小 火 回 流 （ 图 2） 30 分 钟 。然 后 ，
9、冷 却 ， 加 入 50mL 水 ， 用 10%氨 水 溶 液 调 节 pH 至 有 大 量 沉 淀 生 成 （ 此时 pH 5） ， 抽 滤 ， 干 燥 产 品 ， 称 重 ， 测 熔 点 ， 记 录 数 据 。（ 四 ） 对 氨 基 苯 甲 酸 乙 酯在 100mL 圆 底 烧 瓶 中 加 入 1.09g 对 氨 基 苯 甲 酸 、 15.0mL95%乙 醇 溶 液 ，旋 摇 圆 底 烧 瓶 ， 使 尽 早 溶 解 ， 之 后 在 冰 水 冷 却 下 ， 加 入 1.00mL 浓 硫 酸 ， 生成 沉 淀 ， 加 热 回 流 （ 图 2） 30 分 钟 。 然 后 将 反 应 混 合 物
10、转 入 250mL 烧 杯 中， 加 入 10%碳 酸 钠 至 无 气 体 产 生 ， 继 续 加 入 10%碳 酸 钠 至 pH 9（ 有 硫 酸 钠沉 淀 产 生 ， 沉 淀 中 夹 杂 产 物 药 品 ） ， 抽 滤 ， 将 溶 液 转 入 分 液 漏 斗 ， 沉 淀 用 乙醚 洗 涤 两 次 （ 每 次 用 5mL 乙 醚 ） ， 并 将 洗 涤 液 并 入 分 液 漏 斗 ， 用 乙 醚 萃 取 两次 （ 每 次 用 20mL 乙 醚 ） ， 合 并 乙 醚 层 （ 乙 醚 层 是 分 液 漏 斗 的 上 层 ） ， 用 无水 硫 酸 镁 干 燥 后 ， 倒 入 50mL 圆 底 烧
11、 瓶 中 ， 搭 建 装 置 （ 图 3） ， 水 浴 蒸 馏 回收 反 应 混 合 物 中 的 乙 醚 和 乙 醇 （ 温 度 在 70 80 ） 。 再 在 烧 瓶 中 加 入 7mL50%乙 醇 溶 液 （ 用 无 水 乙 醇 和 水 按 1:1 的 比 例 配 置 ） 和 适 量 活 性 炭 ， 加 热 回流 （ 图 2） 5 分 钟 进 行 重 结 晶 。 然 后 ， 趁 热 抽 滤 除 去 活 性 炭 ， 将 滤 液 置 于 在冰 水 中 冷 却 结 晶 ， 再 抽 滤 ， 干 燥 产 品 后 称 重 ， 测 熔 点 ， 测 红 外 光 谱 ， 记 录 数据 ， 画 红 外 光 谱
12、 图 。【 结 果 与 讨 论 】结 果 ：表 一 ： 实 验 结 果 数 据 记 录 与 整 理药 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 子质 量理 论 产 量 /实 际 产 量 /实 验 设 计量/颜 色 状 态 白 色 粉 末状 晶 体浅 黄 色 块状 晶 体淡 粉 色 粉末 状 晶 体淡 黄 色 针状 晶 体奶 白 色 粉末 状 晶 体熔 点产 率 /总 产 率 =讨 论 ：1.实 验 中 ， 第 一 步 将 对 甲 苯 胺 用 乙 酸 酐 处 理 转 变 为 相 应 的 酰 胺 ， 是
13、为 了在 第 二 步 高 锰 酸 钾 氧 化 反 应 中 保 护 氨 基 ， 避 免 氨 基 被 氧 化 ， 形 成 的 酰 胺 在 所用 氧 化 条 件 下 是 稳 定 的 。 第 二 步 在 溶 液 中 加 入 少 量 的 硫 酸 镁 ， 因 为 溶 液 中 有氢 氧 根 离 子 生 成 ， 而 七 水 硫 酸 镁 则 作 为 缓 冲 剂 ， 以 保 证 溶 液 碱 性 不 致 变 得 太强 而 使 酰 胺 基 发 生 水 解 。 该 反 应 产 物 是 羧 酸 盐 ， 经 酸 化 后 会 生 成 羧 酸 ， 可 从溶 液 中 析 出 。 第 三 步 的 反 应 在 稀 酸 溶 液 中 很
14、 容 易 进 行 ， 故 以 7 8mL 盐 酸 溶液 /每 克 产 品 的 比 例 加 入 18%盐 酸 溶 液 。2.由 表 一 结 合 理 论 实 际 ， 可 以 看 出 ： 第 二 步 、 第 三 步 、 第 四 步 的 反 应 ，产 品 的 产 率 都 不 是 很 高 ， 反 应 物 的 应 用 率 以 操 作 时 产 品 的 损 失 率 较 高 。 实 验中 ， 反 应 物 之 间 未 完 全 反 应 ， 反 应 物 有 剩 余 ， 在 具 体 实 验 操 作 过 程 （ 如 抽 滤、 分 液 、 转 移 、 结 晶 、 重 结 晶 、 测 熔 点 等 过 程 ） 中 ， 产 品
15、有 损 失 和 浪 费 。 因此 ， 实 验 操 作 需 改 进 。 此 外 ， 产 品 中 含 有 杂 质 ， 导 致 实 验 产 品 的 颜 色 和 熔 点与 纯 的 产 品 有 所 不 同 。 （ 例 如 ， 纯 的 对 甲 基 乙 酰 苯 胺 应 为 白 色 块 状 晶 体 ， 熔点 为 154 ， 而 第 一 步 实 验 的 产 物 对 甲 基 乙 酰 苯 胺 为 浅 黄 色 块 状 晶 体 ， 熔 程为 150.5 151.0 。 纯的对氨基苯甲酸乙酯，其熔程为 9192，颜色状态是白色的晶体状粉末，实验最终所得的对氨基苯甲酸乙酯，为奶白色晶体状粉末，熔程为 83.384.4，等等
16、。 ）在实验过程中，重结晶时，活性炭的加入量的多少直接影响到产品中混杂的其它色素是否被吸附干净，这会影响到产品的颜色；反应物的加入量的过多或过少，抽滤是否完全也会影响到产品的纯度。3.此次实验需测量熔点，用的是毛细管法。方法是：先将毛细管的开口插入在表面皿上研细后堆成小堆的干燥样品，装取少量样品，然后把毛细管竖立起来，在桌面上礅几下，使样品掉入管底，重复上述操作，装入 12mm 高样品，然后使毛细管从一根长约 5060cm 高的玻璃管中掉到表面皿上，重复此操作，使样品粉末装填紧密，之后，调整好数字显示熔点仪，并将毛细管插入其中，按下升温键，等结果出来后，记录下数据。测熔点时，若毛细管中装入的样品之间有空隙或样品不干燥，都会影响测定结果。4.本次实验还需萃取操作。萃取常用的仪器是分液漏斗，进行萃取操作前，应先对分液漏斗进行检漏，确定不漏后方可使用。萃取时，先将待萃取的溶液倒入分液漏斗中，再加入萃取剂，用塞子塞紧，然后，将漏斗放平，前后摇动
