磺胺的制備及工藝條件考察

1、磺胺的制備及工藝條件考察題目：磺胺的制備及工藝條件考察藥物概述：1. 背景 1932年，德國化學(xué)家合成了一種名為“百浪多息”的紅色染料，因其中包含一些具有消毒作用的成分 同年，德國生物化學(xué)家格哈特·杜馬克在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，“其實，早在1908年就有人合成過這種化合物。1937年制出“磺胺吡啶”，1939年制出“磺胺噻唑”，1941年制出了“磺胺嘧啶” 這樣，醫(yī)生就可以在一個“人丁興旺”的“磺胺家族”中挑選適用于治療各種感染的藥了。1939年，格哈特·杜馬克被授予諾貝爾醫(yī)學(xué)與生理學(xué)獎。 2.性質(zhì) 磺胺類藥物一般為白色或微黃色結(jié)晶性粉末，遇光易變質(zhì)，色漸變深，大多數(shù)本類藥物在水

2、中溶解度極低，較易溶于稀堿，但形成鈉鹽后則易溶于水，其水溶液呈強堿性。分子式：C6H8O2N2S分子量： 172.20密度：1.08g/cm3熔點：164-167攝氏度 3作用磺胺藥物是含磺胺基團合成抗菌藥的總稱，能抑制多種細菌和少數(shù)病毒的生長和繁殖，用于防治多種病菌感染。具有抗菌譜廣、較為穩(wěn)定、不易變質(zhì)等特點?？梢钥诜?，吸收較迅速，但是不同于抗生素，屬于化學(xué)藥品。其不足之處是，絕大多數(shù)磺胺藥的抗菌力較弱，對細菌只能抑制不能將其殺死；而且口服容易引起惡心，嘔吐等胃腸道反應(yīng).實驗參數(shù)：名稱分子量性狀密度/g/cm3熔點/沸點/溶解度水油苯胺93.12無色油狀液體1.02-6.2184.4微溶易溶

3、于乙醇、乙醚等乙酸60.05無色液體1.0516.6118.1易溶易溶于乙醇、乙醚和CCl4乙酰苯胺氯磺酸對乙?；交酋Ｂ葘σ阴；交酋０穼Π被交酋０?35.17116.52233.64214.23172.21白色結(jié)晶或粉末無色或黃色液體白色或粉紅色粉末白色粉末白色粉末1.221.08114.3151149219164.5-166.530480微溶于冷水，溶于熱水溶微溶微溶微溶溶溶溶溶溶實驗步驟：（一）苯胺乙?；阴１桨返闹苽?. 乙?；河昧客踩⌒抡舫龅谋桨?.0mL于100mL的干凈燒杯中，加水10mL，在不斷攪拌下慢慢加入6mL醋酸酐，攪至晶體析出（可置于自來水或冰水中冷卻），冷至室溫

4、即可得到白色的乙酰苯胺固體。2. 抽濾收集：將上步所得固體與母液混合物抽濾分離，固體用少量冷水洗滌2次，抽干，于表面皿上用紅外燈干燥，以便進行下步反應(yīng)。（二）乙酰苯胺氯磺化按圖4-5裝好反應(yīng)裝置，稱取5.0g干燥的乙酰苯胺置于干燥的250mL三頸瓶中，再在分液漏斗中加入20mL氯磺酸。氯磺化反應(yīng)裝置圖開啟水泵，減壓抽氣，在冷水浴下慢慢將20mL氯磺酸滴入三頸瓶中（約1滴/秒），立即可以看到有大量HCl氣體產(chǎn)生，待滴加完畢，乙酰苯胺溶解消失，水浴加熱（80左右）1520min。打開安全閥，連通大氣，然后依次用冷水、冰水冷卻三頸瓶。將冷卻的反應(yīng)液轉(zhuǎn)移到原滴液漏斗中，然后在三頸瓶中加入約100g碎冰

5、塊，再按裝置圖安裝好，三頸瓶外部用冰冷卻，開啟水泵，將反應(yīng)液滴入三頸瓶中（約需15min），滴畢生成大量的沉淀。抽濾，壓干即得對-乙酰氨基苯磺酰氯固體，立即進行下一步反應(yīng)。（三）對-乙酰氨基磺酰氯的氨解將上述抽干的固體轉(zhuǎn)移至100mL小燒杯中，在攪拌下加入15mL濃氨水（若固體量較少，可適當減少氨水用量），反應(yīng)時大量放熱，當固體溶解又重新生成后，繼續(xù)攪拌10 min。（四）對-乙酰氨基苯磺酰胺的水解1. 將上步所得反應(yīng)物加入15mL水，冷卻，加濃鹽酸至pH=12，轉(zhuǎn)移至燒瓶中。2. 回流：燒瓶中加2塊沸石，裝上冷凝管，在石棉網(wǎng)上小火加熱回流25min。此時固體應(yīng)溶解，冷卻后得一幾乎澄清的溶液，

6、如有固體析出，應(yīng)繼續(xù)加熱回流使反應(yīng)完全。3. 脫色：于稍冷后的回流液中加約一藥勺（約0.5g）活性炭，繼續(xù)回流5min。4. 過濾：回流液趁熱用玻璃漏斗過濾，用一干凈的100mL的燒杯收集濾液。5. 中和、沉淀：濾液在攪拌下慢慢加入固體Na2CO3至弱堿性（pH8）。此時應(yīng)有大量白色固體析出，燒杯置于冰水浴中冷卻。6. 抽濾：固體用少量冰水洗滌2次，即得粗產(chǎn)品磺胺。（五）磺胺的純化重結(jié)晶將制得的粗磺胺固體轉(zhuǎn)入100mL的干凈燒杯中，加水約25mL（應(yīng)按粗產(chǎn)品重量8倍量來加）在石棉網(wǎng)上小火加熱使其全部溶解（如溶液有色，可加活性炭脫色）。趁熱過濾，濾液用潔凈的小燒杯收集，室溫放置任其自然冷卻，即可

7、得到純的無色透明（或白色）的針狀磺胺晶體。抽濾，干燥，測其熔點工藝條件考察： 1確定工藝的影響因素及水平 據(jù)文獻中實驗描述，可確定出工藝的三個影響：溫度 原料配比（氯磺化反應(yīng)過程加入有利于對乙酰氨基苯磺酰氯的生成） 反應(yīng)時間 2 因素水平因素原料配比n(乙酰苯胺)：n（氯磺酸）：n（氯化鈉）A反應(yīng)溫度（）B反應(yīng)時間(h)C11.0：4.0：0.2501.521.0：4.3：0.4552.031.0：4.6：0.6602.53正交試驗表實驗號ABC1111221233134122實驗的主要影響因素和注意事項一 乙酰苯胺的制備：1.久置的苯胺色深有雜質(zhì)（暴露于空氣中或日光下變?yōu)樽厣?，會影響乙酰?/p>

8、胺的質(zhì)量，故最好用新蒸的苯胺。另一原料乙酸酐也最好用新蒸的。2.加入鋅粉防止苯胺在反應(yīng)過程中被氧化，生成有色的雜質(zhì)。通常加入后反應(yīng)液顏色會從黃色變無色。但不宜加得過多，因為被氧化的鋅生成氫氧化鋅為絮狀物質(zhì)會吸收產(chǎn)品。3. 不應(yīng)將活性炭加入沸騰的溶液中，否則會引起暴沸，會使溶液溢出容器。溢出容器。4.減壓過濾：用布氏漏斗趁熱過濾時，為了避免在漏斗中析出晶體，需用熱水浴或蒸氣浴把漏斗預(yù)熱，然后用來減壓過濾。抽濾瓶也可同時預(yù)熱。二 對氨基苯磺酰胺的制備：1.氯磺酸對皮膚和衣服有強烈的腐蝕性，暴露在空氣中會冒出大量氯化氫氣體，遇水會發(fā)生猛烈的放熱反應(yīng)，甚至爆炸，故取用時需加小心。反應(yīng)中所用儀器及藥品皆

9、需十分干燥，含有氯磺酸的廢液不可倒入廢液缸中。2.氯磺酸與乙酰苯胺的反應(yīng)相當激烈，將乙酰苯胺凝結(jié)成塊狀，可使反應(yīng)緩和進行，當反應(yīng)過于劇烈時，應(yīng)適當冷卻。3.在氯磺化過程中，將有大量氯化氫氣體放出，為避免污染室內(nèi)空氣，裝置應(yīng)嚴密，導(dǎo)氣管的末端要與接收器內(nèi)的水面接近，但不能插入水中，否則可能倒吸而引發(fā)嚴重事故！4.加入速度必須緩慢，并充分攪拌，以免局部過熱而使對乙酰氨基苯磺酰氯水解。5.盡量洗去固體所夾雜和吸附的鹽酸，否則產(chǎn)物在酸性介質(zhì)中放置過久，會很快水解，因此在洗滌后，應(yīng)盡量壓干，且在12h內(nèi)將它轉(zhuǎn)變?yōu)榛前奉惢衔铩?對乙酰氨基苯磺酰胺在稀酸中水解成磺胺，后者又與過量的鹽酸形成可溶性的鹽酸鹽，所以水解完成后，反應(yīng)液冷卻時應(yīng)無晶體析出。由于水解前后溶液中氨的含量不同，應(yīng)該控制PH值在7-8，因此，在回流至固體完全消失前，應(yīng)測一下溶液的酸堿性，若堿性不夠，應(yīng)補加鹽酸繼續(xù)回流一段時間。7.用碳酸鈉中和濾液中的鹽酸時，有