實驗五苯妥英鈉的制備完結版

1、 福州大學實驗報告課程名稱： 化學制藥實驗 實驗類型： 綜合型 實驗項目名稱： 苯妥英鈉的合成 學生姓名： 王越 年級專業(yè)： 2008級制藥工程 學 號： S040803123 同組學生姓名： 童林足 蘇曉珊 嚴煒 許春萍 指導老師： 唐鳳翔 薛蓬春 實驗地點： 化學化工學院實驗南樓210 實驗日期： 2011年6月13日6月15日 化學化工學院實驗五 苯妥英鈉（PHenytoin Sodium）的合成一、 實驗目的1、 學習安息香縮合反應的原理和應用維生素B1為催化劑進行反應的機理和實驗方法。2、 了解稀硝酸作為氧化劑的實驗方法。二、 實驗原理苯妥英鈉為抗癲癇藥，適于治療癲癇大發(fā)作，也可用于

2、三叉神經(jīng)痛，及某些類型的心律不齊。苯妥英鈉化學名為5，5-二苯基乙內酰脲，化學結構式為： 苯妥英鈉為白色粉末，無臭、味苦。微有吸濕性，易溶于水，能溶于乙醇，幾乎不溶于乙醚和氯仿。 合成路線如下：三、 實驗材料與設備表1 所用的玻璃儀器及規(guī)格儀器名稱儀器規(guī)格儀器數(shù)量燒杯500ml1250ml150ml1量筒100ml150ml125ml110ml1水槽150mm1三頸瓶250ml1錐形瓶250ml1抽濾瓶250ml1球形冷凝管250mm1溫度計1001玻璃棒3干燥管1漏斗1布氏漏斗1表2 所用的試劑及規(guī)格藥品名稱藥品廠家藥品規(guī)格規(guī)格藥品用量苯甲醛天津市大茂化學試劑廠分析純22.5ml鹽酸硫胺廣東

3、省化學試劑工程技術研究開發(fā)中心生化試劑6g氫氧化鈉廣東省化學試劑工程技術研究開發(fā)中心分析純14.5g無水乙醇浙江三鷹化學試劑有限公司分析純550ml硝酸浙江三鷹化學試劑有限公司分析純12.5ml脲素1.2g濃鹽酸上海成?；瘜W工業(yè)有限公司分析純10ml表3 所用的設備型號及規(guī)格 設備名稱設備規(guī)格 設備廠家列四孔智能水浴鍋 ZKSY鄭州長城科工貿有限公司集熱式恒溫加熱磁力攪拌器DF-101S鄭州長城科工貿有限公司子華牌循環(huán)水真空泵SHZ-D鞏義市予華儀器有限責任公司真空干燥箱DZF-6020型上海精宏實驗設備有限公司X-4顯微熔點儀SGWX-4上海精密科學儀器有限公司電子天平賽多利斯科學儀器（北京

4、）有限公司電熱恒溫鼓風干燥箱DHG-9053A上海精宏實驗設備有限公司四、 實驗操作步驟（一）安息香的制備1、于250ml錐形瓶內加入VB1 6.0g（白色結晶性粉末。有微弱特臭、味苦，有潮解性。熔點248，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于醚和苯中，相對分子量300.81，計算可知加入的VB1為19.946mmol）、蒸餾水30 mL、無水乙醇60 mL（水和無水乙醇提前冰水冷卻）。不時搖動，待VB1溶解；2、加入2mol/L的（冰浴冷透）NaOH 22.5 mL（VB1在堿性條件下會分解，所以NaOH溶液在反應前必須用冰水充分冷卻），充分搖動；3、快速加入新蒸餾的苯甲醛（因為蒸餾的過程耗時太長，

5、我們直接用瓶裝的苯甲醛代替）22.5 mL（無色液體，具有類似苦杏仁的香味，熔點為26。 沸點為178，相對密度為1.0415（104），能與乙醇、乙醚、氯仿等混溶，微溶于水，能進行水蒸氣蒸餾，相對分子質量為106.12，計算可知加入的苯甲醛為220.8mmol），置于裝有適量冰水的水槽中，冰水浴下攪拌40min，放置兩天；4、兩天后瓶中析出大量淡黃色針狀晶體，抽濾，用100ml冰水分多次洗滌，得安息香粗品。5、粗品用95% 的乙醇溶液精制，晶體轉移至500ml燒杯中，水浴70下少量多次加入95%乙醇，攪拌至固體恰好全部溶解（用去乙醇溶液410ml），室溫冷卻，晶體重新析出，抽濾，用少量冰水洗

6、滌，置于真空干燥箱中干燥，得到乳白色安息香晶體。烘干稱重（因為第一次A抽濾得到的濾液又析出很多晶體，故進行第二次抽濾B，兩次得到的晶體質量分別為 A：14.013g、B：1.119g），測熔點（兩次測得的熔點分別為A：138140，B：135137，二者的熔點很接近，可認為是同一種物質）。純安息香為白色針狀結晶，熔點132137，參考熔點：133（理論與實際熔點的差異可能是由制得的安息香中所含的雜質導致的）（二）二苯乙二酮的制備1、搭建油浴裝置，在裝有轉子、溫度計、球型冷凝器的250 mL三頸瓶中，投入二苯乙醇酮8 g（相對分子量為212.24，計算可知加入的二苯乙醇酮為37.69mmol），

7、稀硝酸（HNO3：H2O=1：0.6）20 mL。開動攪拌，用油浴加熱，逐漸升溫至沸（110左右），反應 2 h（反應中硝酸被還原，產(chǎn)生棕紅色一氧化氮、二氧化氮氣體，溶液顏色加深，后期變?yōu)樽厣蓮睦淠黜敹搜b一導管，將其導入0.25mol/L NaOH溶液（取氫氧化鈉2.5g配制成250ml溶液）中吸收）。2、反應結束( 此時體系成上下兩層澄清溶液上層棕紅色，下層棕黃色)，在攪拌下，將反應液慢慢傾入150 mL室溫蒸餾水中，攪拌，很快有黃色晶體析出。3、待析晶完全后抽濾，濾渣用少量冰水洗滌，真空干燥，得到黃綠色塊狀二苯乙二酮粗品6.197g，測得熔點為8893。（二苯乙二酮：純品為黃色棱狀晶

8、體。 熔點9596。沸點346348(分解)，相對密度1.064 ，溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯、氯仿等有機溶劑，不溶于水。）圖1 二苯乙二酮的制備裝置（油浴，帶有干燥管）（三）苯妥英的制備1、在裝有攪拌、溫度計、球型冷凝器的250 mL三頸瓶中，投入二苯乙二酮4 g（相對分子量為210.228，計算可知加入的二苯乙二酮為19.03mmol），脲素1.5 g（無色或白色無臭小片或結晶性粉末，具吸濕性，相對分子量為60.06 ，計算可知加入的脲素為24.975mmol），20% NaOH 12 mL，50% 乙醇20 mL（作溶劑用），開動攪拌，加熱至沸（內溫100左右），回流反應50 min。2、

9、反應完畢，得到棕色溶液。取下三頸瓶，稍冷，擦干瓶底上殘留的油漬，攪拌下將反應液傾入120 mL冷水中（250ml燒杯），得乳黃色懸濁液；3、加入適量活性炭，水?。?0）攪拌脫色15min，然后冷卻至室溫，有灰色絮狀沉淀析出，抽濾，除去副產(chǎn)物。4、濾液用10% 鹽酸（10ml的36%鹽酸加入蒸餾水配置成36ml）調至pH 56（用去鹽酸19ml，溶液中出現(xiàn)乳白色沉淀，），放置一夜后（沉淀變成橘黃色），抽濾，濾渣用少量水洗，干燥，得到橘黃色苯妥英粗品5,145g。（純凈的苯妥英為白色粉末）圖2 苯妥英的制備裝置(油浴)（四）成鹽與精制1、將苯妥英粗品置250 mL燒杯中，按粗品與水為1：4之比例加

10、入20ml水，40水浴加熱，攪拌下滴加20% NaOH（取氫氧化鈉10g配制成50ml溶液）至固體全溶，用去氫氧化鈉7ml；2、加適量活性炭，在攪拌下加熱脫色5 min，趁熱抽濾（布氏漏斗和抽濾瓶應預熱）；3、濾液轉移至50ml燒杯中，室溫放冷，后冰水冷卻，析出大量橘紅色結晶，抽濾，濾渣用少量冰水洗滌，真空干燥，得到苯妥英鈉1.365g，計算收率。（苯妥英鈉：易溶于水，溶于乙醇，幾乎不溶于乙醚和氯仿。水溶液顯堿性反應，因水解而顯渾濁。）五、實驗注意事項1、VB1在酸性條件下穩(wěn)定，但易吸水，在水溶液中易被空氣氧化失效。遇光和Fe、Cu、Mn等金屬離子可加速氧化。在NaOH溶液中嘧唑環(huán)易開環(huán)失效。

11、因此NaOH溶液在反應前必須用冰水充分冷卻，否則，VB1在堿性條件下會分解，這是本實驗成敗的關鍵。2、硝酸為強氧化劑，使用時應避免與皮膚，衣服等接觸，氧化過程中，硝酸被還原產(chǎn)生氧化氮氣體，該氣體具有一定刺激性，故須控制反應溫度，以防止反應激烈，大量氧化氮氣體逸出。3、 制備鈉鹽時，水量稍多，可使收率受到明顯影響，要嚴格按比例加水。六、 實驗現(xiàn)象記錄表四 實驗現(xiàn)象記錄和現(xiàn)象分析操作步驟實驗現(xiàn)象現(xiàn)象解釋于錐形瓶內加入VB1、水、無水乙醇，振搖VB1溶解，溶液為淡黃色VB1易溶于水加入NaOH，充分搖動溶液變?yōu)榱咙S色加入新蒸餾的苯甲醛，冰水浴下，攪拌溶液無變化放置兩天有淡黃色針狀晶體大量析出，凝結成

12、團反應生成的安息香微溶于水，以晶體形式析出抽濾，100ml冰水分多次洗滌得到黃色針狀晶體，橙黃色濾液；加水洗滌晶體顏色變淺，濾液變成渾濁的姜黃色；抽濾時可聞到刺激性氣味濾渣為安息香粗品，濾液棄去；刺激性味道應該是未反應的苯甲醛的加入95% 的乙醇固體很難溶解，加入410ml后全溶，溶液為亮黃色，澄清透明，壁上粘附白色固體，刮不下來乙醇用量較大，安息香在熱的95%乙醇中的溶解度為1214g/ml室溫冷卻有乳白色針狀晶體析出析出較純的安息香晶體抽濾，冰水洗滌抽濾后得到亮黃色濾液，疏松的乳白色針狀晶體；濾渣洗滌后顏色變淺；第一次抽濾（A）的濾液又析出很多乳白色晶體，進行第二次抽濾（B）濾渣為安息香，

13、濾液棄去；第一次抽濾的濾液又析出晶體，有可能是靜置的時間太短，晶體沒有完全析出干燥A：14.013gB：1.119g加入稀硝酸固體局部為橙紅色，混勻后變成乳白色懸濁液二苯乙醇酮不溶于稀硝酸油浴加熱內溫72時，可觀察到三頸瓶壁上有黃色固體附著，溶液變成橙黃色；79時，有棕紅色氣體生成（NO、NO2），溶液顏色加深；反映結束時，內溫為96，溶液分上下兩層，上層為棕紅色，下層為棕黃色；取下球形冷凝管時有棕紅色氣體冒出，可聞到刺激性氣味硝酸與二苯乙醇酮反應生成二苯乙二酮硝酸被還原生成棕紅色NO、NO2氣體反應液慢慢傾入150 mL冷水中，攪拌很快又黃色固體析出，水溶液為淡黃色，三頸瓶上殘留部分黃色油狀

14、物二苯乙二酮不溶于水抽濾得到黃綠色塊狀固體，無色透明澄清濾液濾渣為二苯乙二酮，濾液棄去干燥得到黃綠色塊狀固體6.197g加入20ml 50%乙醇固體不溶解加入20% NaOH 12 mL固體部分溶解，未溶的變成姜黃色，沉于瓶底，上層溶液無色澄清透明加熱至沸，回流50 min89時，固體全部溶解，溶液為黑褐色93時，溶液顏色變?yōu)槌赛S色；反畢完畢得到棕色溶液，表面漂浮一層黃色液體二苯乙二酮與脲素發(fā)生反應，產(chǎn)物溶于堿性水溶液反應液傾入120 mL冷水中有乳黃色細小晶體析出，攪拌得到乳黃色混懸液；活性炭加熱脫色攪拌出現(xiàn)灰色絮狀沉淀，溶液為黃色析出的沉淀為反應副產(chǎn)物抽濾得到亮黃色溶液，灰色濾渣調至pH

15、56HCl滴下時有白色絮狀生成，攪拌后消失；pH為910時，溶液中有乳白色針狀晶體析出，攪拌溶得到橙黃色混懸液；pH為78時，固體析出量增加，攪拌后為淺粉色混懸液；pH調至56，溶液靜置后分層，上層為橙黃色液體，下層為乳白色沉淀靜置一夜后，上層變?yōu)榱咙S色溶液，下層變?yōu)殚冱S色沉淀苯妥英在酸性條件下析出抽濾，水洗得到橘黃色濾渣，亮黃色濾液苯妥英鈉溶于水及乙醇，所以洗滌時應用少量冰水按粗品與水為1：4之比例加入水水浴加熱至40 固體部分溶于水，攪拌得到橘黃色混懸液滴加20% NaOH滴入時局部呈磚紅色，攪拌后變淺，隨著滴加的量增加，固體逐漸溶解，溶液顏色逐漸加深，最后得到磚紅色澄清溶液苯妥英遇氫氧化

16、鈉成鹽，溶于水加活性碳少許脫色溶液變成棕紅色趁熱抽濾得到黑色濾渣，棕紅色濾液濾液室溫放冷，后冰水冷卻放置一段時間后有橘紅色晶體析出，凝結成團，成蘑菇狀，團塊越長越大，后連成片，充滿整個燒杯底部放冷后苯妥英鈉溶解度變小，以晶體形式析出抽濾得到橘紅色塊狀固體，橘黃色澄清濾液濾渣為苯妥英鈉，濾液棄去干燥得到橘紅色塊狀固體1.367g七、 實驗結果與分析根據(jù)下述反應方程式計算各步產(chǎn)物的產(chǎn)率（1）安息香的制備苯甲醛的相對分子質量 M1=106.12g/mol相對密度 1=1.0415g/ml 加入的體積 V1=22.5ml則苯甲醛的摩爾質量 n1=220.8mmol二苯乙醇酮的相對分子質量 M2=212

17、.24 g/mol二苯乙醇酮的理論產(chǎn)量 m2=220.8*212.24/1000=46.86g實際產(chǎn)量 m2，=14.013+1.119=15.132g產(chǎn)率 15.132/46.86*100%=32.29%（2）二苯乙二酮的制備加入的二苯乙醇酮的質量 m3=8g二苯乙二酮的相對分子質量 M4=210.228g/mol二苯乙二酮的理論產(chǎn)量 m4=8/212.24*210.228=7.92g實際產(chǎn)量 m4，=6.197g產(chǎn)率 6.197/7.92*100%=78.24%（3）苯妥英的制備加入的二苯乙二酮的質量 m5=4g苯妥英鈉的相對分子質量 M6= 274.25g/mol苯妥英鈉的理論產(chǎn)量 m6

18、= 4/210.228* 274.25=5.22g實際產(chǎn)量 m6= 1.367g產(chǎn)率 1.367/5.22*100%=26.19%表五 實驗結果匯總藥物名稱相對分子質量g/mol實際產(chǎn)量g理論產(chǎn)量g產(chǎn)率%熔程二苯乙醇酮212.2415.13246.8632.29A：138140B：135137二苯乙二酮210.2286.1977.9278.248893苯妥英鈉274.251.3675.2226.1992100結果分析（1） 反應的成功與否跟原料的質量有很大關系，首先苯甲醛不能含有苯甲酸,長期放置的苯甲醛使用前最好用5%碳酸氫鈉洗滌后蒸餾，此外,噻胺易潮解,潮解后易被空氣氧化而失效,因此,最好采

19、用新鮮的噻胺，但是本實驗所用的原料都是直接從瓶子里取的，可能已經(jīng)放置了很久，不純了；（2） 各步反應中反應物部分參加反應；（3） 安息香縮合反應結束把制得的安息香粗品拿去抽濾時，用濾液洗滌了濾渣一次，以至于得到的濾渣為黃色，再用冰水洗滌多次，仍為黃色，可能濾液中的雜質吸附在了濾渣上，后面的精制過程也沒能把它完全除去，制得的安息香純度下降；（4） 制得的苯妥英鈉剛開始放在鼓風干燥箱中60干燥，后來觀察到晶體熔化，趕緊取出置于真空干燥箱中。苯妥英鈉的實際熔程應295-598，但實際測得的熔程為92100，與查到的文獻值完全不符。可能在鼓風干燥時苯妥英鈉被分解了。八、 討論與心得苯妥英鈉的合成過程一般是以苯甲醛為原料經(jīng)安息香縮合，氧化和環(huán)化三步反應制得。在傳統(tǒng)制備中，第l步安息香縮合反應中常用氰化物作為催化劑進行