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苯佐卡因的合成实验

【摘要】:以苯佐卡因为基础,人们合成了许多优良的对氨基苯甲酸酯类局部麻醉药,如现在还应用于临床的普鲁卡因等。对硝基苯甲酸是有机合成的重要工业原料,经还原得到的对氨基苯甲酸是染料的中间体,对氨基苯甲酸酯化后所得苯佐卡因,除了作为局部麻醉剂外,还可用作合成其他试剂。苯佐卡因的合成路线中,可否先还原再氧化?

苯佐卡因(Benzocaine),化学名对氨基苯甲酸乙酯,是一种合成的局部麻醉药,其作用比天然古柯植物中提取的可卡因更强,且无副作用和危险性,主要用于手术后的创伤止痛、溃疡痛、一般性痒等。

以苯佐卡因为基础,人们合成了许多优良的对氨基苯甲酸酯类局部麻醉药,如现在还应用于临床的普鲁卡因等。

芳烃的侧链氧化是制备芳酸最重要的方法。芳环上存在卤素、硝基及磺酸基等并不影响侧链的氧化,但当芳环上存在羟基和氨基时,大多数氧化剂将使分子中的苯环遭受破坏而得到复杂的氧化产物;而有烷氧基和乙酰氨基存在时,烷基的氧化却不受影响,并可得到高产率的羧酸。

对硝基苯甲酸是有机合成的重要工业原料,经还原得到的对氨基苯甲酸是染料的中间体,对氨基苯甲酸酯化后所得苯佐卡因,除了作为局部麻醉剂外,还可用作合成其他试剂

【反应式】

第一步:对硝基苯甲酸的合成

【仪器与试剂】

仪器:三口瓶、搅拌器、冷凝管、恒压滴液漏斗、烧杯、抽滤装置。

试剂:对硝基甲苯6.0 g(40 mmol)、重铬酸钠18.0 g(60 mmol)、浓硫酸、冰醋酸。

【实验步骤】

在250 mL三口瓶中,加入对硝基甲苯6.0 g(40 mmol)、重铬酸钠18.0 g(60 mmol)、30 mL H2O及30 mL冰醋酸[1],安装搅拌器、冷凝管及恒压滴液漏斗。在搅拌下自滴液漏斗慢慢滴入28 mL浓硫酸,加完后,在继续搅拌下加热回流0.5 h,冷却后,倒入盛有100 mL H2O的250 mL烧杯中,抽滤,晶体用水洗2~3次[2],得小片状淡黄色晶体。干燥,称量,计算产率。产物熔点239~241℃。

【思考题】

是否还有其他的氧化剂可以替代重铬酸钠?

第二步:对氨基苯甲酸的制备

【仪器与试剂】

仪器:三口瓶、搅拌器、烧杯、抽滤装置、回流冷凝管、圆底烧瓶。

试剂:对硝基苯甲酸8.00 g(0.048 mol)、锡18.0 g(0.15 mol)、浓HCl、浓氨水、冰醋酸。

【实验步骤】

将对硝基苯甲酸8.00 g(0.048 mol)、锡18.0 g(0.15 mol)和38 mL浓盐酸依次加入装有回流冷凝管、废气吸收和搅拌装置的250 mL三口瓶中,搅拌下加热至微沸,移去热源,待大部分锡已作用,反应液至透明(约1 h)。稍冷,把液体移至400 mL烧杯中。用10 mL水洗涤残留在瓶中的锡,洗液并入烧杯中,加浓氨水至恰好呈碱性。在水浴上煮沸,沉淀趁热抽滤。滤渣用80 mL热水分两次充分洗涤,抽滤,合并两次滤液。若滤液超过150 mL,浓缩至120 mL左右,趁热抽滤,冷却滤液,加入冰醋酸使呈酸性(pH=4左右)。有晶体析出,用冷水冷却,抽滤,用水洗涤一次滤出产品,在100℃左右烘干,得浅黄色晶体,称量,计算产率。产物熔点182~183℃。

【思考题】

是否可用其他的还原剂还原硝基?

第三步:苯佐卡因的制备

【仪器与试剂】

仪器:圆底烧瓶、烧杯、分液漏斗。

试剂:对氨基苯甲酸4.0 g(0.029mol)、95%乙醇、1 mL浓硫酸、10%碳酸钠溶液、乙醚、无水硫酸镁。

【实验步骤】

将对氨基苯甲酸4.0 g(0.029 mol)和15 mL 95% 乙醇依次加入100 mL圆底烧瓶中。将烧瓶置于冰浴中冷却,加入1 mL浓硫酸,立即产生大量沉淀,将反应混合物在搅拌下于水浴上加热回流2 h。冷却后分批加入10%碳酸钠溶液中和反应液至无明显气体放出。再加入少量碳酸钠溶液至pH为9左右。在中和过程中有少量固体生成。将溶液倾入分液漏斗中,并用少量乙醚洗涤固体,洗液并入分液漏斗。用40 mL乙醚分两次萃取。醚层经无水硫酸镁干燥后,在水浴上蒸去乙醚,至残余油状物约2 mL为止。残余液用乙醇-水重结晶得纯品,称量,计算产率。纯产物熔点为90℃。

【思考题】

苯佐卡因的合成路线中,可否先还原再氧化?