實驗三磺胺醋酰鈉和合成

./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一所用的玻璃儀器及規(guī)格玻璃儀器名稱規(guī)格數(shù)量三頸燒瓶100ml1球形冷凝管1溫度計100℃1量筒5ml250ml2膠頭滴管1ml2燒杯50ml3250ml41000ml1玻璃棒3表面皿1布氏漏斗1抽濾瓶500ml1表二所用的試劑及規(guī)格藥品名稱藥品廠家藥品規(guī)格藥品用量磺胺天津市北聯(lián)精細(xì)化學(xué)品開發(fā)有限公司含量不少于99.5%17.2g氫氧化鈉上海試劑總廠含量不少于96.0%乙酸酐XXXX市西隴化工廠含量不少于99.5%13.6ml濃鹽酸上海成?；瘜W(xué)工業(yè)有限公司36%~38%活性炭表三所用的設(shè)備型號及規(guī)格設(shè)備名稱設(shè)備規(guī)格設(shè)備廠家集熱式恒溫加熱磁力攪拌器DF-101SXX長城科工貿(mào)有限公司電子天平賽多利斯科學(xué)儀器〔北京有限公司電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱DHG-9053A上海精宏實驗設(shè)備有限公司子華牌循環(huán)水真空泵SHZ-DⅢ鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司真空干燥箱DZF-6020型上海精宏實驗設(shè)備有限公司X-4顯微熔點儀SGWX-4上海精密科學(xué)儀器有限公司四、實驗步驟〔一磺胺醋酰的制備1、在裝有攪拌子,球形冷凝管及溫度計的100mL三頸瓶中,依次加入轉(zhuǎn)子,磺胺17.2g,22.5%氫氧化鈉水溶液22mL,于水浴上加熱至50℃左右圖一磺胺醋酰制備裝置圖2、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)液的pH在12~13之間,加料完畢繼續(xù)保持此溫度反應(yīng)30min?！卜磻?yīng)完畢應(yīng)該為透明的溶液。如果PH過高,則有固形物,可能為磺胺雙鈉,在下述調(diào)節(jié)PH至7的過程中發(fā)現(xiàn)固形物先溶解,而后在pH接近7的時候又析出固體。3、反應(yīng)完畢,停止攪拌,將反應(yīng)液傾入250mL燒杯中,4、加入20mL水稀釋,于冷水浴〔用1000ml大燒杯裝適量自來水中用36%鹽酸調(diào)至pH為7,放置30min,并不時攪拌以加速固體析出,抽濾,濾餅〔磺胺棄去。5、濾液用36%鹽酸調(diào)至pH為4~5,此時又有固體析出,再次抽濾,濾餅〔磺胺醋酰和雙乙?；衔锏幕旌衔飰壕o抽干,得黃色粉末。6、用3倍量〔3mL/g10%鹽酸<v/v,即10mL36％的濃鹽酸加90ml水>溶解得到的黃色粉末,不時攪拌,盡量使單乙酰物成鹽酸鹽溶解,放置一段時間后,抽濾除不溶物〔雙乙?；?。7、濾液加少量活性碳50~60℃加熱脫色10min,抽濾。8、濾液用40%氫氧化鈉調(diào)至pH5,析出黃色固體〔磺胺醋酰,抽濾,壓干。置于真空干燥箱中干燥,并測其熔點〔mp.179~184℃〔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,有結(jié)晶析出〔磺胺醋酰鈉,抽濾〔用丙酮轉(zhuǎn)移,濾餅壓干,置于真空干燥箱中干燥至衡量注釋: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。否則收率會降低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)。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。由計算可知需2.3gNaOH,即滴加20%NaOH11.5mL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,試驗現(xiàn)象和記錄表四實驗現(xiàn)象記錄和分析操作步驟觀察到的現(xiàn)象現(xiàn)象解釋加入磺胺和22%的氫氧化鈉溶液磺胺全部溶解,溶液顏色為淡黃色磺胺為白色晶體水浴加熱至50℃,溶液呈淡黃色加入乙酸酐3.6ml和77%的氫氧化鈉2.5ml溶液由淡黃色變?yōu)榱咙S色,溫度升到80加入氫氧化鈉會反應(yīng)放熱,所以應(yīng)調(diào)低水浴鍋溫度或者將三頸瓶升高,置于水面上,避免溫度驟升而增加副產(chǎn)物的量間隔5min交替加入乙酸酐和77%氫氧化鈉第一次：加入乙酸酐,生成乳黃色糊狀物,間隔5min后,加入氫氧化鈉,糊狀物變?yōu)榱咙S色,隨后溶解乳黃色糊狀物可能是磺胺,因為磺胺的PKa值最高,加入乙酸酐溶液之前溶液為堿性,加入乙酸酐后,PH降低,磺胺最先析出。加入氫氧化鈉,PH升高,析出的磺胺再次溶解第二次：加入乙酸酐,生成乳黃色糊狀物,間隔5min后,加入氫氧化鈉,糊狀物溶解,溶液呈淡黃色第三次：加入乙酸酐,無糊狀物生成,溶液呈黃色,隨后溶液變渾濁,乳黃色糊狀物生成。隨著氫氧化鈉的滴入,糊狀物逐漸溶解,完全溶解后,溶液呈黃色。第四次的現(xiàn)象與第三次相同上PH下降至5,加入2ml氫氧化鈉將PH調(diào)至11-12之間加入乙酸酐后pH降到5,會有雙乙酰化物生成第五次：加入乙酸酐后,溶液呈黃色,無糊狀物生成。PH下降至5,加入2ml氫氧化鈉將PH調(diào)至11-12之間。同上加料完畢繼續(xù)加熱30min溶液呈淡黃色加水20ml稀釋有乳黃色晶體析出磺胺的PKa值最高,加水稀釋,pH下降,磺胺開始析出冷水浴中用36%鹽酸調(diào)至PH=7更多晶體析出PH=7,析出的晶體為磺胺抽濾濾渣為乳白色,濾液為亮黃色濾渣為磺酸,棄去,濾液含磺胺醋酰和雙乙?；餅V液用36%鹽酸調(diào)至pH4~5有乳白色固體析出,溶液為淡黃色析出的磺胺醋酰和雙乙?；锏幕旌衔锍闉V收集濾渣,棄去濾液得到乳白色的磺胺醋酰和雙乙酰化物固體用10%鹽酸溶解白色固體固體部分溶解,溶液呈淡黃色溶解的是磺胺醋酰,不容的是雙乙?；锍闉V濾渣、濾液均為淡黃色手機濾液,棄去濾渣少量活性炭加熱脫色10min脫色后溶液仍為淡黃色活性炭脫色效果不佳抽濾濾液仍為淡黃色過濾除去活性炭濾液用40%氫氧化鈉調(diào)PH至5,溶液開始時為淡黃色,滴加NaOH后,變?yōu)榱咙S色,PH為5時有黃色淡固體析出洗出的固體微磺胺醋酰抽濾得到淡黃色固體,黏在濾紙上干燥得到淡黃色磺胺醋酰粉末90℃熱水浴中滴加計算量的20%氫氧化鈉加熱時溶液為亮黃色,放冷,有亮黃色的固體析出加熱制得磺胺醋酰鈉的飽和水溶液,防風(fēng),溶解度減小磺胺醋酰鈉固體析出抽濾,干燥得到亮黃色固體得到的固體為磺胺醋酰鈉七、實驗結(jié)果與分析表五實驗結(jié)果記錄藥物名稱質(zhì)量/g熔點/℃磺胺醋酰3.202179磺胺醋酰鈉制得的磺胺醋酰為3.202g,取出0.031g來測其熔點,測得的熔點為179℃。剩余3.171g用來制備磺胺醋酰鈉。加入的氫氧化鈉為計算量的,從反應(yīng)方程式中各物材料的摩爾比,可看出磺胺醋酰鈉的理論產(chǎn)量可直接用磺胺醋酰計算?；前反柞５南鄬Ψ肿淤|(zhì)量為214g/mol,磺胺醋酰鈉的相對分子質(zhì)量為236g/mol,磺胺醋酰鈉的理論產(chǎn)量為；3.171/214*236=3.497g磺胺醋酰鈉的產(chǎn)率為結(jié)果分析〔1間隔5min分次加入醋酐和77%氫氧化鈉,每次2ml時要求加料期間反應(yīng)溫度維持在50~55℃；并保持反應(yīng)液的pH在12~13之間,實際操作時第一次加入氫氧化鈉后由于反應(yīng)放熱,溫度飆到了將近80℃。第四次和第五次加入醋酸酐之后溶液的pH都降到了5,有點過低了,可能使生成的雙乙?；镌龆?。反應(yīng)完畢應(yīng)該為透明的液體,而我們得到的溶液呈淡黃色,說明除了雙乙?；镏膺€有其他副產(chǎn)物生成。造成磺胺醋酰的產(chǎn)量降低。〔2制備磺胺醋酰鈉時,應(yīng)該加入3ml的計算量的20%氫氧化鈉,實際上氫氧化鈉還沒加完磺胺醋酰固體已經(jīng)完全溶解了,我們滴加的氫氧化鈉可能已經(jīng)超過了反應(yīng)本身所需的量,又或者是我們制得的磺胺醋酰純度不夠。使計算的理論產(chǎn)量偏高,磺胺醋酰鈉的產(chǎn)率降低。〔3操作過程中也會損失一部分產(chǎn)品。八、討論、心得做實驗的時候因為感冒發(fā)燒,都沒怎么動手,這份實驗報告也是在查文獻(xiàn)和自己理解的基礎(chǔ)上寫成的,所以心得體會也不知道該寫些什么。下面就把我查到的可以提高磺胺醋酰鈉產(chǎn)率的一些改進方法了總結(jié)一下；〔1加入催化劑在磺胺醋酰制備中,加少量吡啶做催化劑,可使醋酐酰化能力增強,磺胺利用率有明顯提高,〔2用5%氫氧化鈉乙醇液取代20%氫氧化鈉水溶液在磺胺醋酰鈉制備過程中,采用20%氫氧化鈉水溶液與磺胺醋酰成鹽,操作繁瑣,需要90℃的水浴加熱,在實際操作中發(fā)現(xiàn)嚴(yán)格按上述步驟操作,仍很難得到產(chǎn)品,因磺胺醋酰鈉易溶于水。根據(jù)磺胺醋酰鈉略溶于乙醇的物理性質(zhì),用5%氫氧化鈉乙醇液取代20%氫氧化鈉水溶液,并按計算量進行投料。已通過實驗驗證,此步改進使操作簡單化,避免了熱水浴,只需在室溫中進行,所用乙醇可通過蒸餾回收,重新利用?！?磺胺醋酰在體積分?jǐn)?shù)為70%～75%的乙醇溶液中溶解度最大,而雙乙?；a(chǎn)物溶解度極小,故可用乙醇代替10%鹽酸溶解磺胺醋酰,分離出雙乙酰化產(chǎn)物,然后蒸出乙醇和水,得到目標(biāo)產(chǎn)物。其優(yōu)點為不經(jīng)過酸堿中和反應(yīng),直接利用待分離物的溶解性差異進行分離,減少了分離步驟,蒸出的乙醇可以套用,減少了對環(huán)境的污染,提高了產(chǎn)率思考題；?；禾幚淼倪^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；?；禾幚淼倪^程中,pH7時析出的固體是磺胺,pH5時析出的固體是雙乙酰化物和磺胺醋酰的混合