抗癫痫药物55 二苯基乙内酰脲的制备
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抗癫痫药物5,5-二苯基乙内酰脲的制备
1.实验目的
1.1 了解安息香的缩合反应的原理和实验操作,学会低温及pH 控制获得高产率;
1.2 了解安息香的氧化反应,掌握安息香氧化反应的实验方法及薄层层析法检测反应进
程的实验方法;
1.3 了解二苯乙二酮与尿素制备5,5-二苯基乙内酰脲的原理及实验方法。
2. 实验原理
5,5-二苯基乙内酰脲即苯妥英是一种抗癫痫药。英文名Phenytoin 。中文别名大伦
丁、地伦丁、二苯妥英、二苯乙内酰脲、或奇非宁。适用于治疗全身性强直阵挛性发作、
复杂部分性发作(精神运动性发作、颞叶癫痫)、单纯部分性发作(局限性发作)和癫
痫持续状态。也可用于治疗三叉神经痛。
本实验以苯甲醛为起始原料,合成5,5-二苯基乙内酰脲,实验分三部分:安息香的
辅酶合成、安息香的氧化-薄层层析法监测反应的进程、抗癫痫药物5,5-二苯基乙内酰脲的合成。其总反应式如下:
HO
O
O O
3OH O -O
CHO
VB1pH 9-10
HO O
O O
HNO 3
OH O -O CHO
VB1pH 9-10
安息香跟辅酶维生素B1反应,维生素氢,在碱的作用下可生成碳负离子。然后碳负离子跟苯甲醛作用生成中间体,中间体可以分离得到,经过异构化脱去质子得到中间体烯胺,烯胺于另一分子苯甲醛得到安息香。
安息香可被温和的氧化剂,如Fehling 溶液、硫酸铜吡啶溶液或醋酸铜溶液等氧化成
二苯基乙二酮(Benzil )。本实验是使用硝酸作为氧化剂,方法较为简便。
在反应过程中,通过不断把反应液取出作薄层分析,监测反应的进程,可以知道还
剩下多少原料未发生反应以及反应终点的判断;如果反应不加以监测,通常为了保证反
应完全,往往采取延长反应时间的办法,这不仅浪费了时间和能源,而且已经得到的产
物还会进一步发生变化,转化为副产物,使收率和产品纯度降低。简单的薄层层析法可
以方便而又清楚地监测反应的进程。
二苯基乙二酮是一个不能烯醇化的α-二酮,当用碱处理时发生重排,得到二苯基乙
醇酸。此反应是由羟基负离子向二苯基乙二酮分子中的羰基加成,形成活性中间体而开
始的。此时另一个羰基则是亲电中心苯基带着一对电子进行转移重排,而反应的动力是
生成的羰基负离子的稳定性。生成的二苯基乙醇酸与尿素缩合,生成5,5-二苯基乙内
酰脲。
3.试剂仪器
维生素B1,乙醇(95%),氢氧化钠,苯甲醛(新蒸),精密pH试纸,硅胶G,羧甲基
纤维素钠,冰醋酸,浓硝酸,二氯甲烷,碘,毛细管,7.5×2.0cm薄层板(6块),碘缸,展开缸,尿素(0.5g,0.0086mol),30%氢氧化钠3ml,10%盐酸,丙酮,圆底烧瓶,冷
凝管,加热装置,抽滤装置
4. 实验操作
4.1 安息香的辅酶合成(参见实验教材)
称取维生素B1(盐酸硫胺素)3.61g,将其置于150ml圆底烧瓶中,加入12ml蒸馏水和30ml乙醇(95%),振摇使其完全溶解,塞上瓶口,将其放入冰盐浴中充分冷却。
将此氢氧化钠溶液滴加到省油维生素B1的乙醇溶液中(保持低温以防维生素B1分解,
使pH值在9.6 ~9.8)此时溶液呈黄色,分批加入20ml新蒸的苯甲醛,摇匀后将盛有反应物的圆底烧瓶装上回流冷凝装置,在60 ~70℃的水浴中保温90min,冰浴冷却,析出白色晶体,抽滤,冰水洗涤,抽干后用95%的乙醇重结晶,得到无色针状晶体。测定产
物的红外光谱并与安息香的已知红外光谱对照,并指出主要吸收峰的归属。
4.2 安息香的氧化-薄层层析法监测反应的进程(参见实验教材二苯已二酮的合成,查阅其它合成方法,比较各氧化剂的优缺点,并选择合适的氧化剂)
例:在100mL三颈烧瓶中装置磁力搅拌器、回流冷凝管和温度计,另一口用磨口塞
塞紧。将1.5g(0.007mol)安息香和7.5mL冰醋酸及4.0mL浓硝酸(70%,比重1.42)
混合均匀。将此反应混合物搅拌、加热至85~95℃,此后每隔15~20min用毛细管吸出少量的反应液。
将吸有少量反应液的毛细管在薄层板的起始线点样,并用电吹风的热风烘烤薄层板,使醋酸和硝酸挥发;然后将薄层板放置在小层折缸中,用二氯甲烷展开;再在紫外线灯(或碘蒸气)中显色。如此不断地观察安息香是否已全部转化为二苯基乙二酮。
当安息香全部(或大部分)转化为二苯基乙二酮后,将反应液冷却,并倾入装有
80mL水和80g冰的烧杯中,并用玻棒搅拌,此时有黄色的二苯基乙二酮结晶出现。
抽滤,并用少量冰水洗涤黄色结晶固体以除去附在粗产品中的硝酸和醋酸。干燥后,粗
产品用70%乙醇重结晶,计算产率,二苯基乙二酮的熔点为95℃。
注:以下样品用量仅供参考,请根据上述实验步骤中获得的二苯基乙二酮的实际样
品量进行投料,其余试剂进行相应比例的换算。
4.3 抗癫痫药物5,5-二苯基乙内酰脲的合成
称取1.0g 二苯乙二酮、0.58g 尿素、15ml 95%乙醇,缓慢滴加3ml 30%氢氧化钠溶
液,加到50ml 圆底烧瓶,在90℃水浴中加热回流1.5h 。装置如图1所示。水浴冷却,将
反应物倒入盛有25ml 水的烧杯中,抽滤。向滤液滴加10%盐酸至溶液使石蕊试纸呈红色
(pH 5—6)为止。抽滤,用20ml 水洗涤固体。抽干后用10ml 95%乙醇重结晶,若颜色
较深,重结晶时加入一定量活性炭脱色。烘干称量。计算产率。
5.实验结果
40003500300025002000
150********
6080
100T r a n s m i t t a n c e (%)
wavenumber(cm -1)
图1 安息香的红外光谱图