药化实验(新增)
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实验一利尿药氯噻酮的中间体的制备
目的与要求
1.通过本实验掌握付—克反应的操作及原理。
2.掌握产物从反应液中分离结晶方法及熔点测定。
3.掌握实验室中腐蚀性气体(如HCl↑,SO2↑)的吸收方法。
4.利尿药氯噻酮的中间体是对氯苯甲酰苯甲酸
一、反应原理
在无水三氯化铝催化剂存在下,氯苯与苯二甲酸酐作用,氯苯对位上的氢原子被邻羧基苯甲酰基取代,生成对氯苯甲酰苯甲酸,这个反应是付—克反应(Friedel-Craftsreaction)的一种类型,属C—酰化反应。
C C O O O+Cl
AlCl3
C
C
O
O
OH
Cl
二、主要药品用量及规格
药品名称规格用量
苯二甲酸酐熔点130.5—131.5℃9.86克(0.067mol)氯苯无水,沸点131—135℃60克(0.53mol/L)三氯化铝无水,块状21.5克(0.16mol)盐酸工业,30%
盐酸工业,10%
氢氧化钠工业,5%
三、操作
1.于干燥的100mL或250mL三口瓶或四口瓶,中间口装上搅拌器,一口装温
度计,一口装球型冷凝器,冷凝器上口接C a C2干燥管,并与氯化氢吸收装置连接(见图所示)。氯化氢吸收装置可用500mL装有少量氢氧化钠水溶液的烧杯,连接尾气的玻璃漏斗在烧杯中略微倾斜,一半在水中一半露在水面,这样,既能防止气体逸出,有可防止水被倒吸至反应瓶中。
2.在三口瓶(温度计口)或四口瓶中加入上述规定量的氯苯和三氯化铝,开动
搅拌,开始加热。当温度,加而至70℃时再缓缓加入苯二甲酸酐﹡2,加料温度控制在75—80℃之间,加完后,继续在75—80℃反应2小时﹡3,得到透明红棕色稠厚的液体。
3.将反应液缓慢倒入装有170克的碎冰和30%浓盐酸15mL的烧杯中,搅拌20
分钟,静止分层,分去上层水液,氯苯层用水洗涤二次,每次用170mL。4.水洗后的氯苯层用5%的氢氧化钠溶液调PH9-10,搅拌20分钟,使对氯苯
甲酰苯甲酸成为钠盐溶解于水中,静止分层,半分离开来的对氯苯甲酰苯甲酸钠盐水溶液层再用5%的氢氧化钠溶液20克同样操作一次,两次水层合并。
5.两此合并的对氯苯甲酰苯甲酸钠盐水溶液,在搅拌下,滴加10%盐酸溶液酸
化,温度控制在10℃以下,酸化至反应液PH3-2﹡4,继续搅拌PH不再升高为止。吸出的固体产品经吸滤,滤饼用冷水洗涤至PH3.5以上,烘干称重。
计算收率。测熔点(合格熔点143-148℃)。
四、注意事项
1. 苯二甲酸酐质量对收率影响较大,应采用熔点为130.5-131.5℃的原料。
2. 苯二甲酸酐加入速度应慢一些,过快反应激烈,温度不易控制,大量氯化氢气体逸出,有冲料危险。
3.反应温度控制在75—80℃之间,过低反应不完全,太高反应物容易分解,影响收率。
4.酸化时酸度应控制在PH3以下,否则可能有氢氧化铝一起析出,影响质量。酸化温度在10℃以下,滴加酸的速度宜慢,使成品结晶均匀。
五、思考题
1、本反应为什么需无水?
2、本反应中三氯化铝的用量分子比是多少?为什么要那么多?
3、反应液水解时,为什么要加入一些浓盐酸?
实验二 盐酸苯海索(Benzhexol Hydrochloride )
的合成
一、目的要求
1. 了解Grignard 反应、Mannich 反应机理以及在药物合成上的应用。
2. 通过Grignard 反应掌握无水反应基本操作。
3. 了解无水乙醚的制备及操作注意点。
4. 正确掌握搅拌、回流、蒸馏、重结晶等基本单元操作。
二、实验原理 盐酸苯海索又名安坦(Antane Hydrochloride ),化学名为1-环已基-1-苯基-3-哌啶基丙醇盐酸盐(1-Cyclohexyl-1-phenyl-3-piperdino-
propanol hydrochloride )。
本品能阻断中枢神经系统和周围神经系统的毒蕈碱样胆碱受体。临床上用于治疗震颤麻痹综合症,也用于斜颈、颜面痉挛等症的治疗。
盐酸苯海索大多以苯乙酮为原料与甲醛、哌啶盐酸盐进行Mannich 反应制得β-哌啶基苯丙酮盐酸盐中间体,再与氯代环已烷、金属镁作用制得的Grignard 试剂反应,得到盐酸苯海索。反应如下:
COCH3HCOH N H
HCl COCH2CH2N HCl Cl Mg I 2无水乙醚
MgCl COCH2CH2N HCl MgCl C CH 2CH 2OMgCl
N HCl H2O H C CH 2CH 2N HCl
OH 无水乙醚
三、实验方法
(一)β-哌啶基苯丙酮盐酸盐
1. 原料与试剂
苯乙酮 18.1g(0.15mol)
多聚甲醛7.6g(0.25mol)
哌啶(六氢吡啶)30g(0.35mol,约37.5 ml)
浓盐酸30~40ml 95%乙醇96ml
2. 实验步骤
(1)哌啶盐酸盐的制备
在分别装有搅拌器、恒压滴液漏斗(事先用95%乙醇检漏)、回流冷凝管及干燥管(如何安装)的250 mL三颈瓶中,加入30 g(约37.5 mL)的哌啶,60mL 95%乙醇。在搅拌下从恒压滴液漏斗向反应瓶中滴入35mL浓盐酸,搅拌至反应液pH值约为1,约1小时左右。然后拆除搅拌器、恒压滴液漏斗、回流冷凝管及干燥管,改装成蒸馏装置,加热蒸去乙醇和水,当反应物呈稀糊状时[1]停止蒸馏。拆除反应装置,冷却到室温,抽滤,乙醇洗涤,干燥,得白色结晶。溶点240℃以上。
(2)β-哌啶基苯丙酮盐酸盐的制备
在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的250 mL的三颈瓶中,依次加入18.1g(0.15mol)苯乙酮、36 mL 95%乙醇,19.2 g(0.15mol)哌啶盐酸盐(自制的),7.6 g(0.25mol)多聚甲醛和0.5mL(10滴)浓盐酸,搅拌下加热至80~85℃,继续回流3~4小时[2]。拆除反应装置,然后用冷水(流水)冷却,析出固体,抽滤,用少量乙醇洗涤,干燥后得白色鳞片状结晶,重约25 g,熔点190~194℃。
3. 附注
[1] 以蒸馏至稀糊状为宜,太稀产物有所损失,而太稠冷却后易结成硬块,抽滤时很难转移。
[2] 反应过程中多聚甲醛逐渐溶解。反应结束时,反应液中不应有多聚甲醛颗粒存在,否则应延长反应时间,使多聚甲醛颗粒消失。
[3] 因下次实验为Grignard反应,为无水操作,本次实验结束后应将下次Grignard 反应时所需的仪器洗涤干净后放入烘箱中烘干备用(恒压滴液漏斗的活塞应取下另行放置,不可一起干燥,不可相互混淆)。
(二)盐酸苯海索的制备
1. 原料与试剂
金属镁条[1] 4.1 g(0.17mol)