2.4.Получение анестезина.
Этиловый эфир п-аминобензойной кислоты
Местноанестезирующее средство, применяемое в виде мазей, присыпок.
Белый, мелкокристаллический порошок горького вкуса, без запаха, трудно растворимый в холодной воде (1:2500), хорошо растворим в спирте (1:5), эфире, хлороформе, бензоле и эфирных маслах.
Тпл — 90-91,5°С, Ткип — 312-314°С.
Одним из наиболее простых вариантов синтеза является окисление п-нитротолуола в п-нитробензойную кислоту, этерификация и восстановление полученного этилового эфира этой кислоты в этиловый эфир п-аминобензойной кислоты.
Химическая схема синтеза.
Стадия 1. Получение п-нитробензойной кислоты.
1)
2)
Стадия 2. Получение этилового эфира п-нитробензойной кислоты
Стадия 3. Получение технического анестезина
(восстановление «нитроэфира»).
Роль хлористого аммония как электролита заключается в активации процесса влажной коррозии железа по схеме:
Приведенное выше суммарное уравнение процесса может быть выражено следующими частными уравнениями реакций восстановления:
При осаждении ионов железа (в виде Fe(OH)2, Fe(OH)3, FeCO3, соответствующих оксидов железа (II и III)) кальцинированной содой имеют место также реакции нейтрализации хлороводорода и хлористого аммония:
Возможная примесь непрореагировавшей исходной п-НБК после восстановления и обработки содой образует натриевую соль п-аминобензойной кислоты.
Мотивация цели.
Синтез анестезина из п-нитротолуола из нескольких стадий, позволяет закрепить навыки экспериментальной работы по окислению, этерификации, восстановлению, очистки бензойной кислоты и ее производных, проверить теоретические знания в области синтеза биологически активного анестезирующего средства.
Цель самоподготовки.
После самостоятельного изучения материала работы необходимо уметь:
- представлять химические и технологические схемы синтеза п-нитробензойной кислоты, этилового эфира п-нитробензойной кислоты, анестезина;
- выбиратъ и обосновывать способы выделения и очистки промежуточных и целевого продуктов;
- рассчитывать количества веществ необходимых для синтеза в соответствии с заданием;
- составлять материальный баланс по стадиям;
- оценивать эффективность эксперимента и качество получаемых веществ.
Исходный уровень знаний.
- свойства п-нитротолуола;
- процессы окисления, этерификации, восстановления, как методы модификации нитро- и оксисодержащих соединений;
- правила работы с растворами, бензолом, дихлорэтаном;
- условия экстрагирования и выделения продуктов;
- оборудование и посуда, используемые в работе.
План изучения материала.
1.Составить химические схемы синтеза целевого продукта — анестезина.
2.Привести свойства исходных продуктов и занести данные в таблицу свойств.
3.Составить процессуальные (технологические) схемы синтеза, выделения и очистки промежуточных и целевых продуктов.
4.Рассчитать количества веществ, необходимых для синтеза в соответствии с заданием.
5.Привести данные по свойствам анестезина в соответствии с ГФ и стандартные методы определения качества.
Литература.
1.Л. С. Майофис. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. Медицина. Л. 1964. с. 328-332.
2.Синтез анестезина. Хим. фарм. журнал. 1981, №9, с. 95.
3.Р.П. Евстигнеева. Тонкий органический синтез. М.Химия, 1991, с.43 .
2.4.1. Окисление п-нитротолуола.
Характеристика готового продукта. Белые или слегка кремоватые кристаллы, трудно растворимые в холодной воде, трудно растворимые в бензоле, хлороформе, сероуглероде, эфире. Тпл-237-238°C.
Применяется как высокоэффективное анестезирующее средство.
Исходные продукты: п-нитротолуол, КМn04, НС1, кальцинированная сода.
В круглодонную колбу емкостью 1 л. снабженную мешалкой и термометром, загружают рассчитанное количество п-нитротолуола и 34-х кратное количество воды. Смесь нагревают на водяной при температуре 83-85°С вносят небольшими порциями в течение 3-х часов перманганат калия (2,5 моля на 1 моль п-нитротолуола). После прибавления всего КМn04 температуру повышают до 98-100°С и перемешивают I час. Затем реакционную массу в горячем виде фильтруют осадок МnО2: на фильтре промывают горячей водой для извлечения адсорбированной п-нитробензойной кислоты. Промывные воды присоединяют к основному фильтрату и осаждают из него нитробензойную кислоту 35% НС1 из расчета 2,5 моля хлористого водорода на 1 моль п-нитротолуола, и без отделения нитробензойной кислоты реакционнуо массу направляют на следующую стадию.