对氨基苯磺酰胺(磺胺药物)的合成

实验八十三 磺胺的制备

磺胺药物是含磺胺基团合成抗菌药的总称，能抑制多种细菌和少数病毒的生长和繁殖，用于防治多种病菌感染。磺胺药曾在保障人类生命健康方面发挥过重要作用，在抗菌素问世后，虽然失去了先前作为普遍使用的抗菌剂的重要性，但在某些治疗中仍然应用。磺胺药的一般结构为：

由于磺胺基上的氮原子的取代基不同而形成不同的磺胺药物。虽然合成的磺胺衍生物多达一千种以上，但真正用于临床的只有为数不多的十多种，而且大多数磺胺药物R 1和R 2为H 。本实验将要合成的磺胺是最简单的磺胺类药物。

磺胺的制备从苯和简单的脂肪族化合物开始，其中包括许多中间体，这些中间体有的需要分离提纯出来，有的不需要精制就可直接用于下一步的合成。

合成路线：

SO 2N H R

R 1R 2N SO 2N H 2H 2

N

磺胺(SN )

3

H SO N O 2

Fe N H 2

N H C O

C H 3

C lSO 3H N H C O C H 3SO 2Cl N H C O C H 3

SO 2N H 2N H 2

SO 2N H 2

H N H 3

②

H 2N SO 2N H

N

S

磺胺噻唑(ST )

H 2N

SO 2N H

N

N

磺胺嘧啶(SD )

H 2N

SO 2N H

C

N H 2

N H

磺胺胍(SG )

H 2N SO 2N H

N N

O CH 3

长效磺胺(SM P)

一、 乙酰苯胺的制备

Preparation of acetanilide

【目的与要求】

1. 掌握苯胺乙酰化反应的原理和实验操作。

2. 进一步熟悉固体有机物的提纯的方法——重结晶。

【基本原理】

芳胺的乙酰化在有机合成中有着重要的作用, 例如保护氨基。一级和二级芳胺在合成中通常被转化为它们的乙酰化衍生物，以降低芳胺对氧化降价的敏感性或避免与其它功能基或试剂（如RCOCl ，－SO 2Cl ，HNO 2等）之间发生不必要的反应。同时，氨基经酰化后，降低了氨基在亲电取代（特别是卤化）中的活化能力，使其由很强的第Ⅰ类定位基变为中强度的第Ⅰ类定位基，使反应由多元取代变为有用的一元取代；由于乙酰基的空间效应，对位取代产物的比例提高。在合成的最后步骤，氨基很容易通过酰胺在酸碱催化下水解被游离出来。

芳胺可用酰氯、酸酐或冰醋酸来进行酰化，冰醋酸易得，价格便宜，但需要较长的反应时间，适合于规模较大的制备。酸酐一般来说是比酰氯更好的酰化试剂。用游离胺与纯乙酸酐进行酰化，常伴有二乙酰胺[ArN(COCH 3)2]副产物的生成。但如果在醋酸－醋酸钠的缓冲溶液中进行酰化，由于酸酐的水解速度比酰化速度慢的多，可以得到高纯度的产物。但这一方法不适合于硝基苯胺和其它碱性很弱的芳胺的酰化。

本实验是用冰醋酸作乙酰化试剂的。

【试剂与规格】

苯胺 C.P. ≥99％ 冰醋酸 C.P. ≥99％

【物理常数及化学性质】

苯胺(aniline)：分子量 93.13，沸点 184℃，20

4d 1.022, 20

D n 1.5863。微溶于水（3.7g/100g 水），易溶于乙醇、乙醚和苯。该品有毒，吸入、口服或皮肤接触都有危害。

乙酰苯胺(acetanilide)：分子量 135.17，熔点 114℃，20

4d 1.219。微溶于冷水，易溶于乙醇、乙醚及热水。本品具刺激性。避免皮肤接触或由呼吸和消化系统进入体内。能抑

N H 2

+

CH 3CO O H

N H CO CH 3

+

H 2O

制中枢神经系统和心血管。

【操作步骤】

在50mL圆底烧瓶中，加入10mL(10.2g, 0.11mol)苯胺[注1]、15mL(15.7g, 0.26mol)冰醋酸及少许锌粉(约0.1g)[注2], 装上一短的刺形分馏柱[注3]，其上端装一温度计，支管通过支管接引管与接受瓶相连，接受瓶外部用冷水浴冷却。

将圆底烧瓶缓缓加热，使反应物保持微沸约15min。然后逐渐升高温度，当温度计读数达到100℃左右时，支管即有液体流出。维持温度在100～110℃之间反应约1.5h, 生成的水及大部分醋酸已被蒸出[注4]，此时温度计读数下降，表示反应已经完成。在搅拌下趁热将反应物倒入200mL冰水中[注5]，冷却后抽滤析出的固体，用冷水洗涤。粗产物用水重结晶，产量9～10g，熔点113～114℃。

【附注】

[1]久置的苯胺色深有杂质，会影响乙酰苯胺的质量，故最好用新蒸的苯胺。

[2]加入锌粉的目的，是防止苯胺在反应过程中被氧化，生成有色的杂质。

[3]因属少量制备，最好用微量分馏管代替刺形分馏柱。分馏管支管用一段橡皮管与一玻璃弯管相连玻璃管下端伸入试管中，试管外部用冷水浴冷却。

[4]收集醋酸及水的总体积约为4.5mL.

[5] 反应物冷却后，固体产物立即析出，沾在瓶壁不易处理。故须趁热在搅动下倒入冷水中，以除去过量的醋酸及未作用的苯胺(它可成为苯胺醋酸盐而溶于水)。

【思考题】

1.假设用8mL苯胺和9mL乙酸酐制备乙酰苯胺，哪种试剂是过量的？乙酰苯胺的理论产率是多少？

2.反应时为什么要控制冷凝管上端的温度在100～110℃？

3.用苯胺作原料进行苯环上的某些取代反应时，为什么常常先要进行酰化？

二、对氨基苯磺酰胺的制备

Preparation of sulfanilamide

【目的与要求】

1.学习对氨基苯磺酰胺的制备方法。

2.通过对氨基苯磺酰胺的制备，掌握酰氯的氨解和乙酰氨基衍生物的水解。