前言

对氨基苯甲酸乙酯（别名：苯佐卡因），白色晶体状粉末，无嗅无味。分子量165.19。熔点91-92℃。易溶于醇、醚、氯仿。能溶于杏仁油、橄榄油、稀酸。难溶于水。其作用：1.紫外线吸收剂。主要用于防晒类和晒黑类化妆品，对光和空气的化学性稳定，对皮肤安全，还具有在皮肤上成膜的能力。能有效地吸收U．V．B区域280-320μm 中波光线区域)的紫外线。添加量通常为4％左右。2. 非水溶性的局部麻醉药。有止痛、止痒作用，主要用于创面、溃疡面、粘膜表面和痔疮麻醉止痛和痒症，其软膏还可用作鼻咽导管、内突窥镜等润滑止痛。苯佐卡因作用的特点是起效迅速，约30秒钟左右即可产生止痛作用，且对粘膜无渗透性，毒性低，不会影响心血管系统和神经系统。19xx年美国药物索引收载苯佐卡因制剂即达104种之多，苯佐卡因的市场前景是广阔的。

实验目的

1. 通过苯佐卡因的合成，了解药物合成的基本过程。

2. 掌握氧化、酯化和还原反应的原理及基本操作。

实验原理

3个反应方程式

试剂及理化性质 对硝基苯甲酸

分子式： C7H5NO4 分子量：167.1

外观：黄白色晶体。

相对密度：1.610(20/4℃)。

熔点：239～241℃。242.4℃(从苯中重结晶)

可燃性：可燃。

溶解性：溶于乙醇、乙醚、氯仿、丙酮、沸水，微溶于苯、二硫化碳，不溶于石油醚。溶解1g对硝基苯甲酸需水2380ml、乙醇110ml、甲醇12ml、氯仿150ml、乙醚45 ml或丙酮20 ml。

其它：能升华。有毒。对皮肤有刺激性。其钠盐的小鼠LD10mg/kg。生产设备要密闭，防止泄漏。操作人员应穿戴防护用具。

对硝基苯甲酸乙酯

分子式：c9H9NO4 分子量：195.17

外观：无色或浅黄色针状结晶。

熔点57℃，沸点186.3℃。

易溶于乙醇和乙醚，不溶于水。

用途：用作有机合成中间体。在医药工业，用于生产局部麻醉药苯佐卡因、丁卡因盐酸盐以及镇咳药退嗽等。

对氨基苯甲酸乙酯

分子式： C９H１１NO2 分子量： 165．1914

外观与性状： 无色、无臭、无味的晶体。

熔点： 88～90 沸点： 172／2．26kPa

溶解性： 难溶于水，易溶于醇、醚、氯仿。

主要用途： 用作皮肤和粘膜的局部麻醉剂，也用于遮蔽日光的防护剂。 避免接触的条件： 光照。

实验装置

实验流程

实验步骤

（一）对硝基苯甲酸乙酯的制备（酯化）

在干燥的100 mL圆底瓶中加入对硝基苯甲酸3.4g，无水乙醇30 mL，逐渐加入浓硫酸5 mL，振摇使混合均匀，装上附有氯化钙干燥管的球型冷凝器，水浴加热回流80 min；稍冷，将反应液倾入到100 mL水中，抽滤；滤渣移至乳钵中，研细，加入5%氢氧化钠溶液

50 mL

，研磨

5 min，

测pH值（检查反应物是否呈碱性），抽滤，用少量水洗涤，干燥，计算收率。

（二） 对氨基苯甲酸乙酯的制备（还原）

在装有球型冷凝管的250mL圆底烧瓶，加入35 mL水，1.5 mL冰醋酸和已经处理过的铁粉10 g，不断搅拌，加热至95~98℃ 反应5 min，稍冷，加入对硝基苯甲酸乙酯4 g和95% 乙醇35 mL，在激烈搅拌下，回流反应90 min。稍冷，在搅拌下，分次加入温热的25ml碳酸钠饱和溶液（由碳酸钠3 g和水30 mL配成），搅拌片刻，立即抽滤（布氏漏斗需预热），滤液冷却后析出结晶，抽滤，产品用稀乙醇洗涤，干燥得粗品。

（三） 精制

将1g粗品置于装有球形冷凝器的25 mL圆底瓶中，加入10~15倍（mL/g）50% 乙醇，在水浴上加热溶解。稍冷，加活性碳脱色（活性碳用量视粗品颜色而定），加热回流，趁热抽滤（布氏漏斗、抽滤瓶应预热）。将滤液趁热转移至烧杯中，自然冷却，待结晶完全析出后，抽滤，用少量50% 乙醇洗涤两次，压干，干燥，测熔点，计算收率。

数据记录与产率

对硝基苯甲酸乙酯

理论产量：

实际产量：3.8g

产率：

对氨基苯甲酸乙酯

理论产量：

实际产量：2.2g

产率：

精制提纯

使用量：1g

提纯后：0.9g

产率：90%

思考题回答

1.酯化中抽滤后所得固体产物要加碳酸钠溶液洗涤，加碳酸钠溶液洗涤的作用是什么？

（加入碳酸钠溶液的作用主要是洗去残留的反应物对硝基苯甲酸和乙醇，乙醇易溶于水，而对硝基苯甲酸也能与碱形成盐从而进入水相，而它们生成的酯在油相中，所以能分离纯化生成的酯。）

2.酯化反应结束后，为什么要用碳酸钠溶液而不用氢氧化钠进行中和？ （氢氧化钠碱性强，引起酯的水解）

3. 酯化中为什么不中和至pH为7而要使pH为9左右？ （使氨基充分游离出来）

4.如果产品中夹有铁盐（产品颜色发黄），应如何除去？

（加碳酸钠饱和溶液调ph至碱性，加活性炭，抽滤。）

5.如何由对氨基苯甲酸为主要原料合成局部麻醉剂普鲁卡因（Procaine）？ （提示：二乙胺与环氧乙烷的作用下，生成2-二乙氨基乙醇）

 

第二篇：对氨基苯甲酸乙酯合成及表征实验报告

对氨基苯甲酸乙酯（苯佐卡因）的制备

  

一，实验目的：

1，了解多步反应合成思路，

2，进一步了解氨基的保护、苯甲基的氧化和酯化反应。

二，实验原理：

对氨基苯甲酸乙酯又叫苯佐卡因，是一种无色，无味，无臭的晶体，分子量：153,熔点：88-90摄氏度

主要用途^[2]：

    ①用于医药麻醉、塑料和涂料等生产中。苯佐卡因是重要的医药中间体，可以作为很多药物的前体原料，如：奥索仿、奥索卡因、普鲁卡因等，为局部麻醉药，外用为撒布剂，用于创面、溃疡面及痔疮的镇痛。苯佐卡因作用的特点是起效迅速，约30S左右即可产生止痛作用，且对黏膜无渗透，毒性低，不会影响心血管系统。

 ②可以作为紫外线吸收剂。主要用于防晒类和晒黑类化妆品，对光和空气的化学性稳定，对皮肤安全，还具有在皮肤上成膜的能力。

合成路线有：

1，以对硝基甲苯为原料，可以有三种不同的合成路线制苯佐卡因：

      

  

    

2 以对甲苯胺为原料合成苯佐卡因

本次试验以对甲苯胺为原料来合成对氨基乙酰苯胺。

三，药品与仪器：

药品：对甲苯胺（7.5g ，0.07mol ），乙酸酐（8ml ，0.085mol），结晶乙酸钠 12g ， 95％乙醇， 乙醚， 结晶硫酸镁 20g， 高锰酸钾 20.5g ，   H₂SO₄溶液，   浓盐酸 ， NH₃·H₂O溶液， 10％NaCO₃溶液 

仪器：500ml烧杯，100ml烧杯，一套抽滤装置，100ml圆底烧瓶，250ml圆底烧瓶，回流冷凝管。

四、实验步骤：

1，  对甲基乙酰苯胺的制备

 

    将7.5克的对甲苯胺粉末加入到500ml的锥形瓶中，再加入175ml水和7.5ml浓盐酸。加热到50摄氏度

将往12克带三个结晶水的醋酸钠的烧杯中加入20ml水，配成溶液。加热到50摄氏度，备用。

加入乙酸酐8ml(密度：1.08g/ml)到对甲苯胺与盐酸的混合溶液中，然后立即将预先配置好的醋酸钠溶液加入其中。充分混合溶液，然后冰浴冷却混合溶液。这时我们可以看到有白色的固体析出。用布氏漏斗减压过滤混合物，用冰水洗涤三次，抽干结晶物，得到白色晶体—对甲基乙酰苯胺。

2， 对乙酰氨基苯甲酸的制备

 

将前面制得的对甲苯乙酰胺将入500mlL的烧杯中，同时加入25克结晶硫酸镁和350ml水，加热到85摄氏度。同时配置20.5g高锰酸钾溶于70ml沸水的溶液，在搅拌下，分批次滴加加热的的高锰酸钾溶液，直到高锰酸钾稍微过量为止（将溶液滴加到滤纸上观察紫色），在85摄氏度一共反应1h得棕色溶液，趁热抽滤除去二氧化锰，用少量的热水洗涤二氧化锰颗粒，如果滤液显现有高锰酸钾的紫色，加入不到2ml的乙醇，在蒸气浴上加热30min，直至紫色消失。然后再抽滤一次。冷却滤液然后加入过量的20%的硫酸溶液酸化滤液。此时应当会有白色的固体颗粒出现，尽量将产物抽干。得到对乙酰氨基苯甲酸。

做到这一步时已经下午5点多，所以我们将中间产物用称量纸包裹好，保存于柜中，以待第二周实验。

3，对氨基苯甲酸的制备

   第二周回到实验室时，对乙酰氨基苯甲酸还是比较湿，称量后还有15g，按照每克产品加入5ml，我们将20ml浓盐酸溶于20ml水中配置成稀盐酸溶液，将对乙酰氨基苯甲酸加入到250ml的圆底烧瓶中，加入盐酸稀溶液，连上球形冷凝管。加热温和回流30min。然后冷却反应物，将反应物转移到250ml的锥形瓶中，加入30ml水，再加入10%氨水使溶液呈碱性（PH8-9），然后每30ml溶液加入1ml冰醋酸，然后冰浴冷凝溶液，然后开始结晶。如果不结晶，可以用玻璃棒摩擦锥形瓶内壁一促进结晶的进行。抽滤晶体，得到黄色纤维状的对氨基苯甲酸。

  

4， 对氨基苯甲酸乙酯的制备

 

     将所得对氨基苯甲酸置于250ml的圆底烧瓶中，并且加入35ml 95%的乙醇，摇晃溶解，冰浴冷却混合物然后慢慢加入2ml浓硫酸，立即产生大量沉淀，但是固体在下一步的回流中会逐渐溶解。然后连接好球形冷凝管80摄氏度下回流回流1h（在这回流过程中，沉淀物一直都没溶解，可能是温度较低的原因）

将反应物转移到400ml的烧杯中中并且加入一定量的10%碳酸钠溶液中和反应液，直至PH 为9。将液体倒入250ml分液漏斗，加入40ml乙醚到分液漏斗中，并且剧烈的摇晃分液漏斗，分离混合物，收集上层液体。用无水硫酸镁（2勺）干燥液体。然后滤去硫酸镁。然后在通风橱中蒸馏除去液体中的乙醚与乙醇。当大部分溶剂都除完后（大约还剩2ml），可以看见烧瓶中有油状物剩下。用乙醇—水重结晶，得到对氨基苯甲酸乙酯。通过抽滤收集苯佐卡因。此时已接近下午六点，所以我们称重与测熔点放到下一周进行。我们将产物用称量纸包裹好，保存于实验柜子中。

第三周时将产物称重得0.05g，，熔点85.1—86.4,87.2—88.4。纯的苯佐卡因的熔点为88—90摄氏度。

五、产品分析：
     产率计算：理论产量：0.07*165= 11.55g，实际产量0.05g，产率=0.05/11.55=0.433%，

 实际熔点：85.1—86.4,87.2—88.4，理论熔点：88—90摄氏度。

    红外分析：用化学系仪器Nicolet FT-IR傅立叶红外光谱仪对产物进行红外分析，采用的时无水溴化钾作为分散剂，压片制样。下图便是我的产物的红外图谱：

谱图分析：

从左到右看：

3425cm^-1、3342cm^-1、3216cm^-1 这三个强吸收峰是Ar-NH₂ 的吸收峰；

2980cm^-1、2894cm^-1 是-CH₃的吸收峰；

1681cm^-1是羰基的吸收峰，吸收强；

1560cm^-1—1640cm^-1之间本应有氨基的变形振动吸收峰，但是和苯环的伸缩振动重叠；

1600cm^-1、1500cm^-1是苯环的伸缩振动吸收峰；

1309cm^-1、1273cm^-1是Ar-N的吸收峰；

1127cm^-1、1170cm^-1是C-O-C的不对称和对称伸缩振动吸收峰；

650cm^-1-900cm^-1氨基的变形振动和苯环C-H面外变形振动相互重叠，难以辨认。

六，产率分析：

   本次试验的产率非常低。

   1、其主要原因是：在实验进行到对氨基苯甲酸的制备之一步，我们还得到比较多的纤维状的对氨基苯甲酸，然而在最后一步：重结晶这一步，我们彻底的做错了。当时我们没有能完全理解重结晶的意义，最后一步是用乙醇—水重结晶，我们加入乙醇将产物溶解后，加入少量水，没有放在冰浴中冷却结晶，而是在室温下摇晃，见没有产物析出，就不断地加水，最后加了大量的水之后只有少量的固体析出。一开始还以为不是苯佐卡因，而是杂质，红外分析之后，发现确实是产物。

2、在制备对氨基苯甲酸这一步时，加入10%的氨水中和调成碱性，这一步很难把握，再加上每个人对碱性的认识不一致，有的人认为是刚好变成碱性，有的认为是完全变成碱性。再加上比色卡的不精确，所以所谓的碱性难以把握。

3、在第一步对甲基乙酰苯胺的制备中，加入乙酸酐后必须立即加入预先配置好的醋酸钠溶液，越快越好。主要目的是减少乙酸酐的水解。

4，我们在实验的时候每一步都是按照讲义上的量加入的，然而我们每组每一步的产量都不一样，所以在加入反应物时，我们实际上都量不足或过量，根本就没有按实际情况来加入放反应物的量，因为我们做完每一步都没有称量，计算产率。反应物的配比在实验时是非常重要的，不是简单地按照方程式1:1或是1:2，都有一个最合适的配比，高于或是小于这个配比都会减少产量。

七、实验试剂作用分析：

三水合醋酸钠：配成错酸钠溶液是为了减少乙酸酐加到溶液和对甲基苯胺反应时发生水解而降低产率

结晶硫酸镁：由于在加入高猛酸钾氧化这一步会有氢氧根离子的生成，为了防止酰胺发生水解，加入硫酸镁作为酸缓冲剂，调节体系的pH。

乙醇:乙醇的加入是为了将过量的高锰酸钾消耗；

硫酸：在加入硫酸之前，高锰酸钾将对甲基乙酰苯胺氧化成对乙酰氨基苯甲酸钾，加入硫酸是为了将钾取代，生成对乙酰氨基苯甲酸，并且其水溶性差，会析出；

盐酸：加入盐酸和对乙酰氨基苯甲酸加热回流是为了将乙酰氨基水解制得对氨基苯甲酸；

氨水:在加入盐酸回流后，由于盐酸过量，所以盐酸会和氨基成盐，会增大器水溶性，所以必须加入弱碱氨水将盐酸消耗。但又不能过量，要能很好的控制溶液的酸碱度，否则氨水会和羧酸反应。所以必须严格控制氨水的量。

冰醋酸：加入冰醋酸我认为有两个用处，一是：消耗过量的氨水，二是：降低对氨基苯甲酸在水溶液中的溶解度，促使产物析出。

浓硫酸：催化对氨基苯甲酸和乙醇的酯化反应。

碳酸钠：除去硫酸，保持溶液体系的碱性，由于硫酸毁和氨基反应成盐，所以必须将硫酸除去。

八、实验讨论（文献小综述）：

  1，在加入高锰酸钾是不应按照讲义上加入20.5g的量，而应根据对甲基乙酰苯胺的量来投放高锰酸钾，投料比为：n（高锰酸钾）：n（对甲基苯磺酰胺）=2.1:1的时候对乙酰氨基苯甲酸有最大产率^[1]

 2，在加入氨水调节溶液pH时，将pH调节到等于6.5的时候，对甲基苯甲酸的产量最高^[1]

   3，除了使用对甲苯胺作为苯佐卡因的实验原料以外，如上面还提供了很多种不同的合成路线方案，,使用对硝基甲苯，中间经氧化、还原、酯化等步骤，也能得到苯佐卡因，但是各方案各有不同的适应性^[2] ，还有就是使用对硝基苯甲酸作为反应出始原料，经酯化、还原也能制得苯佐卡因^[3]

九、实验小结：

虽然在这之前已经做了一年的有机实验，但是相比较于这次的实验明显步骤增多了，不像是以前一个下午就能完成。这次的实验在不失败的前提下都要两到三个下午才能完成，所以就有很大的挑战性。但是这次实验不在是像以前一样单打独斗，而是两人组合，协同合作。和一个人实验相比，很明显，两个人做实验效率高多了，比如在实验准备阶段，一个人准备洗仪器，搭装置；而另一人去称量药品。

但在团队实验时有几点应当注意：
    1，队员之间要有充分的信任，要相信队友做的是对的，而不能怀疑。否则容易造成内部矛盾，影响实验。特别是在实验失败后，应当一起找原因，仔细分析实验时的问题，而不能单方面的怀疑是不是搭档在那不做错了或是药品称量问题等。

2，分工明确，公平。在实验时不能因为自己的实验水平比较高，或是很能干，将实验包揽了，而让搭档在一旁插不了手。即使你在厉害也应该让搭档尽可能的参与实验，这样才能互惠共赢。

3，发现问题要及时提出。其实我们在实验操作时都有很多的不规范，而队友之间要相互提醒，互相促进，也能避免一些事故的发生。

参考文献：

[1]刘小玲，彭梦侠，多步骤有机合成实验教学研究—苯佐卡因的合成，实验科学与技术，2010.8（4）：Vol 8 NO.4

    [2]赵丽敏，实验室中苯佐卡因的制备，齐齐哈尔医学院学报，2009.第三十卷第十期，1223—1224

[3]刘太泽，肖鉴谋，刘奉强，朱石龙，苯佐卡因合成工艺的改进，化工中间体，2009，第九期，34—36.

[4]张斌，许莉勇，苯佐卡因合成方法的改进，浙江工业大学学报 2004，第32卷，第二期，143—145.

[5]潘英明，王恒山，苯佐卡因合成的微型实验探讨，甘肃联合大学学报，2007，第21卷第6期，50—52

[6]卢忠，苯佐卡因的制备方法，数理医学杂志，2000，第13卷第5期，445—446

[7]丁常泽，苯佐卡因的实验室合成方法研究，当代化工，2009，第38卷第3期，228—229

[8]彭彩云，方渡，李云耀，苯佐卡因的合成方法改进，中国医疗前沿，2007，第一卷第2期，56—57