实验-苯妥英钠(PHenytoin Sodium)的合成 一、实验目的
1、学习安息香缩合反应的原理和应用维生素B1为催化剂进行反应的机理和实验方法。 2、了解稀硝酸作为氧化剂的实验方法。
二、实验原理
苯妥英钠为抗癫痫药,适于癫痫大发作,也可用于三叉神经痛,及某些类型的心律不齐。苯妥英钠化学名为5,5-二苯基乙内酰脲,化学结构式为:
苯妥英钠为白粉末,无臭、味苦。易溶于水,能溶于乙醇,几乎不溶于乙醚和氯仿。 微有引湿性,在空气中渐渐吸收二氧化碳,分解成苯妥英。
合成路线如下:
表1 化合物理化性质
化合物名称 | 性状 | 熔点/℃ | 溶解度 | 分子量 |
水 | 乙醇 |
安息香(二苯乙醇酮) | 白针状晶体 | 133 | 不溶于冷水,微溶于热水 | 溶 | 212.25 |
二苯乙二酮 | 黄针状晶体 | 95-96 | 不溶 | 溶 | 210.22 |
苯妥英 | 白可见针状晶体 | 293-295 | --SHENKON | -- | 252.268 |
苯妥英钠 | 白粉末 | 291-299 | 易溶 | eps格式溶 | 274 |
二氧化氮 | 红棕气体 | -- | -- | -- |
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三、实验材料与设备
表2 玻璃仪器及规格
名称 | 规格 | 数量 |
锥形瓶mp3机 | 250ml | 1 |
冰水浴缸 | -- | 1 |
漏斗 | -- | 1 |
三颈瓶 | 100ml | 1 |
球形冷凝管 | -- | 1 |
干燥管(连有导气管) | --n-甲基吡咯烷酮 | 1 |
量筒 | 100ml | 1 |
量筒 | 50ml | 1 |
烧杯 | 250ml | 2 |
烧杯 | 50ml | 若干 |
抽滤瓶 | -- | 1 |
滴管 | 1ml | 2 |
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表3 设备型号及规格
设备名称现代化史观 | 型号 | 厂家 |
电热恒温鼓风干燥箱 | DHG-9023A | |
真空干燥箱 | DZF-6020 | 上海精宏实验设备有限公司 |
| DF-101S | 郑州长城科工贸有限公司 |
磁力搅拌器 | 85-1A | 郑州长城科工贸有限公司 |
电子天平 | e=10d | 塞多丽斯科学仪器有限公司 |
循环水真空泵 | SHB-Ⅲ | 郑州长城科工贸有限公司 |
显微熔点仪 | SGW X-4 | 上海精密科学仪器有限公司 |
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表4 试剂及规格
名称 | 厂家 | 规格 | 用量 |
苯甲醛 | 天津市大茂化学试剂厂 | 分析纯 | 22.5ml |
硝酸 | 浙江三鹰化学试剂有限公司 | 分析纯 | 20ml |
VB1 | 广东光华化学厂有限公司 | 生化试剂BR | 6g |
脲 | 宁波市化学试剂厂 | 分析纯 | 1.5g |
二甲基硅油 | 天津市大茂化学试剂厂 | 分析纯AR | 1000ml |
无水乙醇 | 浙江三鹰化学试剂有限司出品 | 分析纯 | 适量 |
浓盐酸 | 衡阳市凯信化工试剂有限公司 | 分析纯AR | 90ml |
氢氧化钠 | 中国上海试剂总厂 | 分析纯AR | 适量 |
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四.实验操作步骤
(一)安息香的制备
1.于锥形瓶内加入VB1 6g、水30 mL、无水乙醇60 mL(水和无水乙醇提前冰水冷却)。不时摇动,待VB1溶解,加入2mol/L的(冰浴冷透)NaOH 22.5 mL,快速加入新蒸馏的苯甲醛22.5 mL,摇匀,加入搅拌子,冰水浴下,搅拌40min,用保鲜膜封住锥形瓶口,放置两天。
2.抽滤,得淡黄结晶,用100ml冰水分多次洗,得安息香粗品,放于烘箱中烘干,测粗产品熔点为133~140℃,结晶用95% 的乙醇溶液重结晶,70℃下加95%乙醇至全溶,冰水冷却,抽滤烘干,测熔点(纯安息香为白针状结晶,参考熔点:133℃)
(二)二苯乙二酮的制备
1.在装有搅拌、温度计、球型冷凝器的100 mL三颈瓶中,投入二苯乙醇酮8 g,稀硝酸(HNO3:H2O=1:0.6)20 mL。
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2. 搭好装置,从冷凝器顶端装一导管,将其导入0.25mol/L NaOH溶液中吸收。开动搅拌,用油浴加热,逐渐升温至沸(110℃左右),反应 2 h(反应中产生的二氧化氮气体,溶液颜加深,后期变为棕可。
3. 反应毕( 此时体系成上下两层澄清溶液),在搅拌下,将反应液慢慢倾入150 mL冷水(室温)中,搅拌至结晶全部析出。抽滤,结晶用少量水洗,干燥,得粗品。
图1 二苯乙二酮的制备实验装置图
(三)苯妥英的制备
1.在装有搅拌、温度计、球型冷凝器的100 mL三颈瓶中,投入二苯乙二酮4 g,脲素1.5 g,20% NaOH 12 mL,50% 乙醇20 mL,开动搅拌,加热至沸100℃左右,回流反应50 min。
2.反应完毕,搅拌下将反应液倾入到120 mL冷水中,得浅黄溶液,用活性炭水浴(70℃)搅拌下脱15min,然后冷却至室温,抽滤,除去副产物和活性炭。滤液用10% 盐酸调至pH 5~6,放置析出结晶,结晶完全后,抽滤,结晶用少量水洗,得苯妥英粗品。干燥称重为3.564g。
图2 苯妥英的制备实验装置图
(四)成盐与精制
1.预先将水加热至40℃,将苯妥英粗品置100 mL烧杯中,按粗品与水为1:4之比例加入水(即水加入约14ml),搅拌下滴加20% NaOH至全溶
2.加活性碳少许脱,在搅拌下加热5 min,趁热抽滤。室温放冷,后冰水冷却,析出结晶,抽滤,少量冰水洗涤,干燥得苯妥英钠,称重,计算收率。
五、注意事项
1.VB1在酸性条件下稳定,但易吸水,在水溶液中易被空气氧化失效。遇光和Fe、Cu、Mn等金属离子可加速氧化。在NaOH溶液中嘧唑环易开环失效。因此NaOH溶液在反应前必须用冰水充分冷却,否则,VB1在碱性条件下会分解,这是本实验成败的关键。