實驗三 磺胺醋酰鈉和合成-20110530

實驗三磺胺醋酰鈉（SulfacetamideSodium）的合成一、實驗?zāi)康?.通過磺胺醋酰鈉的合成，了解用控制pH、溫度等反應(yīng)條件純化產(chǎn)品的方法。2.加深對磺胺類藥物一般理化性質(zhì)的認(rèn)識。二、實驗原理磺胺醋酰鈉用于治療結(jié)膜炎、沙眼及其它眼部感染?；前反柞ｂc化學(xué)名為N-[（4-氨基苯基）-磺酰基]-乙酰胺鈉-水合物，化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：磺胺醋酰鈉為白色結(jié)晶性粉末；無臭味，微苦。易溶于水，微溶于乙醇、丙酮。合成路線如下：三、主要實驗儀器和藥品表1玻璃儀器及規(guī)格名稱規(guī)格數(shù)量量筒100ml1錐形瓶500ml1燒杯250ml2三頸瓶100ml1冷凝管--1溫度計1001布氏漏斗--1燒杯25ml若干量筒5ml1表2設(shè)備型號及規(guī)格設(shè)備名稱型號廠家集熱式恒溫加熱磁力攪拌器DF-101S鄭州長城科工貿(mào)有限公司循環(huán)水真空泵SHB-Ⅲ鄭州長城科工貿(mào)有限公司電子天平e=10d賽多麗斯科學(xué)儀器有限公司真空干燥箱DZF-6020上海精宏實驗設(shè)備有限公司顯微熔點儀SGWX-4上海精密科學(xué)儀器有限公司表3試劑及規(guī)格名稱廠家規(guī)格用量磺胺天津市北聯(lián)精細(xì)化學(xué)品開發(fā)有限公司分析純17.2g無水醋酸酐廣東汕頭市西隴化工廠分析純AR13.6ml氫氧化鈉中國上海試劑總廠分析純AR10g濃鹽酸上海成海化學(xué)工業(yè)有限公司分析純適量四、實驗步驟（一）磺胺醋酰的制備預(yù)先搭好裝置，在裝有攪拌子，冷凝管及溫度計的100mL三頸瓶中，加入轉(zhuǎn)子,加入磺胺17.2g，22.5%氫氧化鈉22mL，開動攪拌，于水浴上加熱至50℃待磺胺溶解后，分次加入醋酐13.6mL，77%氫氧化鈉12.5mL（首先，加入醋酐3.6mL，77%氫氧化鈉2.5mL；隨后，每次間隔5min，將剩余的77%氫氧化鈉和醋酐分5次交替加入,每次2ml）。加料期間反應(yīng)溫度維持在50~55℃；并保持反應(yīng)液得pH在12~13之間,加料完畢繼續(xù)保持此溫度反應(yīng)30min。（反應(yīng)完畢應(yīng)該為透明的溶液。如果PH過高，反應(yīng)完畢，停止攪拌，將反應(yīng)液傾入250mL燒杯中，加水20mL稀釋，于冷水浴中用36%鹽酸調(diào)至pH7，放置30min，并不時攪拌析出固體，抽濾除去。濾液用36%鹽酸調(diào)至pH4~5，抽濾，得白色粉末。將白色粉末稱重，得31.672g，用3倍量（即95ml）10%鹽酸(v/v,即10mL36％的濃鹽酸加90ml水)溶解得到的白色粉末，不時攪拌，盡量使單乙酰物成鹽酸鹽溶解，抽濾除不溶物。濾液加少量活性碳在磁力攪拌器中脫色10min，抽濾。濾液用40%氫氧化鈉調(diào)至pH5，析出磺胺醋酰，抽濾，壓干。干燥，測熔點（mp.179~184℃）。待測得熔點為180（二）磺胺醋酰鈉的制備將磺胺醋酰置于50mL燒杯中，于90℃熱水浴上滴加計算量的20%氫氧化鈉至固體恰好溶解，放冷，析出結(jié)晶，抽濾（用丙酮轉(zhuǎn)移）注釋:1.在反應(yīng)過程中交替加料很重要，以使反應(yīng)液始終保持一定的pH值（pH12~13）。2.按實驗步驟嚴(yán)格控制每步反應(yīng)的pH值，以利于除去雜質(zhì)。具體見附錄一3.將磺胺醋酰制成鈉鹽時，應(yīng)嚴(yán)格控制20%NaOH溶液的用量，按計算量滴加。NNH2SO2NHCOCH3NaOHNH2SO2NCOCH3Na++H2O214409.106XX=1.8X214:40=9.106:X由計算可知需1.8gNaOH，即滴加20%NaOH9mL便可。因磺胺醋酰鈉水溶性大，由磺胺醋酰制備其鈉鹽時若20%NaOH的量多于計算量，則損失很大。必要時可加少量丙酮，以使磺胺醋酰鈉析出。五、實驗注意事項1．試驗中用到的氫氧化鈉溶液有多種不同得濃度，切勿用錯，否則會導(dǎo)致實驗失敗。氫氧化鈉溶液是質(zhì)量體積分?jǐn)?shù)，比如：40%得氫氧化鈉為40g氫氧化鈉加水定容至100ml所得到得溶液。2．交替滴加醋酐和氫氧化鈉溶液，每滴完一種，讓其反應(yīng)5min后，再滴加另一種溶液，用玻璃管滴加，速度以一滴一滴滴下為宜。3．本實驗中，pH的調(diào)劑是反應(yīng)能否成功得關(guān)鍵。4.第一步請嚴(yán)格按照加料順序和加料量。一般都會保持pH=12~13.六、實驗現(xiàn)象記錄和處理實驗現(xiàn)象現(xiàn)象解釋加入磺胺和NaOH溶液混合溶解后，液體呈淡黃色磺胺溶于稀堿中，呈淡黃色是由于磺胺本身帶有一點淡黃色第一次加醋酸酐后呈混懸液，觀察溫度計示數(shù)，發(fā)現(xiàn)溫度上升醋酸酐和NaOH反應(yīng)會放熱，故采用滴加的方式，控制溫度在50℃第一次加NaOH后呈澄清液，溫度不變，測得PH在12-13附近這時反應(yīng)體系中醋酸酐基本反應(yīng)完，故反應(yīng)不放熱。每投一次NaOH和醋酸酐，直到最終投料結(jié)束這段過程中，PH均維持在12-13的范圍內(nèi)這是因為每次滴加的酸酐和NaOH的量均不多，PH變化也不會太明顯，肉眼難以觀察出差別，觀察的結(jié)果基本維持在這個范圍內(nèi)加料完畢保溫30min，溶液呈黃色，體系中無固形物說明PH控制的比較好。沒有生成磺胺雙鈉第一次調(diào)PH至7，放置30min，有少量細(xì)小固體析出磺胺的PKa值最高，先析出，其余的物質(zhì)成鈉鹽第二次調(diào)PH至4-5，得白色粉末混懸液，抽濾得白色濾餅，稱重為31.672g鈉鹽與鹽酸反應(yīng)，得到的產(chǎn)物不溶于酸，抽濾后的產(chǎn)物為一種或兩種物質(zhì)的混合物加入三倍量（即95ml）的鹽酸，得乳白色懸濁液加鹽酸的目的是為了使單乙?；锍甥}酸鹽溶解，乳白色物質(zhì)為不溶物質(zhì)，即雙乙?；锍闉V后濾液為淡黃色渾濁液體，加活性炭后得較為澄清的溶液此時濾液中基本只剩下單乙?；稃}酸鹽，用活性炭吸附的主要是一些雜質(zhì)第三次調(diào)PH至5，剛滴入堿時有白色物質(zhì)析出，攪拌沉淀消失，直至調(diào)至5時，便析出大量白色晶體此時滴入堿是為了把單乙?；稃}酸鹽轉(zhuǎn)化為磺胺醋酰，磺胺醋酰PH為5的情況下即呈晶體狀態(tài)。到此步即制成磺胺醋酰鈉的中間物；制備磺胺醋酰鈉的過程中，加20%NaOH恰好溶解后得黃色溶液，放置冷后有絮狀沉淀析出，經(jīng)攪拌后絮狀物轉(zhuǎn)為白色晶體，抽濾時用丙酮轉(zhuǎn)移形成絮狀物的過程是為了形成晶核，在攪拌后即轉(zhuǎn)換為晶體。之所以用丙酮轉(zhuǎn)移是因為磺胺醋酸鈉微溶于丙酮，這樣的話不會因為轉(zhuǎn)移過程而損失一部分的產(chǎn)品七、實驗結(jié)果與分析磺胺醋酰的熔點測定結(jié)果為180℃，在正常的熔點范圍179-184℃而磺胺醋酰鈉的稱重結(jié)果為2.866g，故產(chǎn)率為2.866/17.2=16.66%1.本次實驗有一個特點，就是副產(chǎn)物比較多，當(dāng)堿過多，主要產(chǎn)物為磺胺鈉，當(dāng)堿和醋酸酐量適中，則目標(biāo)產(chǎn)物為主要產(chǎn)物，若酸酐過多，則主要生成雙乙酰化物，但不管堿和醋酐采用哪種比例，副產(chǎn)物都會占據(jù)到一部分，從而影響到產(chǎn)率。故反應(yīng)物的比例和PH是這次實驗比較關(guān)鍵的兩個方面，因為比例已經(jīng)確定，故這次實驗PH控制是反應(yīng)能否成功的關(guān)鍵。PH的正確調(diào)節(jié)能有效地去除副產(chǎn)物，從而保證產(chǎn)品的純度和收率。PH過高或過低都沒辦法將希望析出的物質(zhì)順利析出，或者造成析出的物質(zhì)太少。2.在反應(yīng)過程滴加醋酸酐的過程中，溫度還是會升高到接近60℃，對于這種情況，采取了一個措施，就是每次在滴加醋酸酐之前，先把反應(yīng)溫度調(diào)低2-3八、討論、心得1.磺胺及磺胺衍生物的氨基容易被氧化，在反應(yīng)過程中可以采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo措施來保護氨基。2.磺胺和乙酐反應(yīng)生成主產(chǎn)物是我們需要的，所以：1反應(yīng)放熱，多次少量加入以控制制；2堿性環(huán)境控制，因為堿性環(huán)鏡下副產(chǎn)物少主產(chǎn)物多，要及時調(diào)節(jié)pH3.磺胺醋酰鈉的制備中，滴加計算量的20%NaOH，而不能過量是因為過量很有可能會造成無法析出，因為磺胺醋酰鈉在水中的溶解度是很大的，所以在選用溶劑時，應(yīng)注意溶質(zhì)的性質(zhì)和溶劑的量。4.酰化液處理的過程中，pH7時析出的固體是什么？pH5時析出的固體是什么？10%鹽酸中的不溶物是什么？答：（pH7時析出的固體）（pH5時析出的固體）（10%鹽酸中的不溶物）5.反應(yīng)堿性過強其結(jié)果磺胺較多，磺胺醋酰次之，雙乙酰物較少；堿性過弱其結(jié)果雙乙酰物較多，磺胺醋酰次之，磺胺較少，為什么？答：因堿性過大磺胺雙醋酰易水解成磺胺，且易引起磺胺醋酰水解成磺胺；而