药物化学实验课—磺胺醋酰钠合成方法探索

药物化学实验课—磺胺醋酰钠合成方法探索
发表时间：2014-08-05T10:51:20.593Z 来源：《中外健康文摘》2014年第21期供稿作者：许秋菊胡国强
[导读] 由于磺胺(1)分子中存在苯氨基和磺酰胺基2个伯胺，它们的理化性质恰好相反，表现在苯氨基显示弱的碱性。

许秋菊胡国强
（河南大学药学院药化教研室 475001）
【中图分类号】R962 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5085（2014）21-0277-02 磺胺(1)的化学名为对氨基苯磺酰胺，它是人类首次使用的合成抗菌药物，其乙酰化衍生物磺胺醋酰钠(4)的化学名为N-乙酰-对-氨基苯磺酰胺钠盐，因其水溶性好，刺激作用小，用于治疗眼部感染的首选药物[1]。

磺胺醋酰钠(4)的合成是目前许多药学专业所开设的药物化学实验课内容之一 [2～4]，乙酰化过程均采用交替加入酰化剂醋酐和碱氢氧化钠溶液的方法。

该方法过于繁琐，学生不便于掌握。

我们把交
替加料改为一次性加入碱和醋酐的方法，简化了操作程序，符合工业生产的要求。

同时，许多教材虽然对反应进行多次调pH值和过滤，但没有说明为什么这样做。

本实验通过对副产物的产生机制和理化性质的差异分析，让学生理解每步操作的意义，变被动为主动操作，实验课取得了良好效果。

1 磺胺醋酰钠(4)的合成实验
1.1 实验原理与条件的选择
由于磺胺(1)分子中存在苯氨基和磺酰胺基2个伯胺，它们的理化性质恰好相反，表现在苯氨基显示弱的碱性，能与强的酸如盐酸成盐而溶于强酸水溶液，而磺酰氨基由于受到磺酰基的强吸电子作用显示酸性而溶于强碱水溶液形成相应的钠盐(2)。

磺酰氨基钠盐(2)易溶于水增加溶解性，同时也可电离出裸露的N-离子，其亲核性大大增强，而苯氨基的N原子不能生成N-离子，亲核性较弱，因此乙酰化反应主要发生在磺酰氨基上，而非苯氨基，从而实现了区域选择性的反应。

因此，磺胺(1)通过乙酰化反应在磺酰胺基上引入乙酰基生成N-乙酰-对-氨基苯磺酰胺游离酸(3)，再与碱氢氧化钠成盐得产物磺胺醋酰钠(4)。

为此本实验的原理可归纳为乙酰化和成盐2步反应，反应条件为碱性水溶液，合成路线如图一所示。

图一磺胺醋酰钠的合成路线
1.2实验副产物分析
由于反应在强碱性条件下进行，苯氨基的亲核性虽不及磺酰氨基，但仍能与活泼的乙酰化试剂醋酐反应产生双乙酰化产物副产物(5)。

同时，无论是(5)还是(4)均存在磺酰氨基活泼的N-H，可继续发生乙酰化反应到三乙酰化产物副产物(6)和另一个双乙酰化产物副产物(7)。

1.3副产物的去除
副产物5有活泼的磺酰胺基N-H显示酸性可溶于碱性水溶液；副产物6没有磺酰胺基N-H，不溶于碱性水溶液，苯氨基乙酰后也不溶于强酸；副产物7仅显示弱碱性可溶于强酸而不溶于碱性水溶液。

因此，在碱性条件下通过过滤的方法可把副产物6和7去除掉，在强酸性条件下可通过过滤的方法可把副产物5去除掉。

1.4实验的具体步骤
称取12 g（0.3 mol）氢氧化钠溶于50 mL水中，转移到100 mL的三颈瓶中，磁力搅拌下加入17.2 g（0.1 mol）磺胺1，水浴加热升温至50～55℃，慢慢逐滴加入13.6 mL醋酐，并保温反应1 h。

过滤除去副产物6和7。

滤液用盐酸调pH至7，静置0.5 h，过滤除去未反应的磺胺1。

滤液用盐酸调pH4～5，过滤得固体物。

然后把固体物与3倍量（重量：体积）的10%的盐酸水溶液混合，用玻璃棒充分搅拌，过滤去除副产物5。

滤液用40%的氢氧化钠溶液调pH 5，析出固体。

过滤，水洗，干燥，得11.6 g醋酰磺胺游离酸3。

把所得的磺胺醋酰游离酸3移入100 mL单口瓶中，用滴管滴加20%的氢氧化钠溶液11.0 mL，直火加热溶解，迅速转移至100 mL烧杯中，放冷析晶，过滤，用少量无水乙醇洗涤，干燥，得8.2 g磺胺醋酰钠盐4。

参考文献
[1]刘座杓. 浅谈药物化学实验中磺胺醋酰钠的合成[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2012, 16 (1): 30.
[2]尤启冬.药物化学实验与指导 [M].北京：中国医药科技出版社，2000.
[3]严琳. 药物化学实验[M]. 郑州：郑州大学出版社，2008.
[4]李零, 胡伦香. 药学专业学生实验教学磺胺醋酰钠合成工艺改进[J]. 贵阳医学院学报, 2010, 35 (6): 646-647. * 国家自然科学基金资助项目(No. 21072045)和河南大学药学院实验教学改革项目资助项目。