实验13　苯佐卡因的合成

实验目的

（1）掌握苯佐卡因的制备方法。

（2）了解保护氨基的方法。

（3）熟悉氧化反应、还原反应及酸和醇的酯化反应。

（4）练习多步合成化合物的方法。

实验原理

苯佐卡因又称对氨基苯甲酸乙酯，它是局部麻醉药中结构最简单的一种，麻醉力小，但是作用持久而毒性小，主要用于皮肤病的止痒、创伤及痔疮、黏膜溃疡等的止痛。一般制成软膏或栓剂使用。本实验以对硝基甲苯为原料，在少量氯化铵的存在下，用铁粉进行还原得到对甲基苯胺；对甲基苯胺经氨基保护后氧化、水解得到对氨基苯甲酸；对氨基苯甲酸在浓硫酸的催化下和乙醇酯化得到对氨基苯甲酸乙酯。反应式如下：

试剂与仪器

试剂：对硝基甲苯，铁粉，氯化铵，碳酸钠，苯，浓盐酸，高锰酸钾，乙酸酐，乙酸钠，硫酸，乙酸，无水硫酸镁，氢氧化钠（20％），乙醇（95％），乙醚。

仪器：三口烧瓶，圆底烧瓶，回流冷凝管，布氏漏斗，抽滤瓶，分液漏斗，烧杯，pH试纸，石蕊试纸。

实验内容

1.对甲基苯胺的合成

在100mL三口烧瓶中加入14g铁粉、1.8g氯化铵和40mL水，装上回流冷凝管，在搅拌下缓慢加热15min，停止加热。稍微冷却，加入8.2g对硝基甲苯，加热回流1.5h。冷却至室温后，检测溶液的pH值，加入2.5mL 5％的碳酸钠水溶液，再加入40mL苯，充分搅拌，用布氏漏斗和抽滤瓶进行抽滤，然后用10mL苯洗涤滤渣。用分液漏斗从滤液中分出有机相，水相每次用10mL苯萃取三次，合并有机相。有机相每次用20mL 5％的稀盐酸萃取三次，合并盐酸层，有机相苯倒入指定的回收瓶中。取15mL 20％的氢氧化钠溶液分批加入盐酸萃取液中，冷却使沉淀析出完全。过滤，滤液用20mL苯萃取，萃取液和沉淀一并加入圆底烧瓶中，水浴蒸馏蒸出苯，再蒸馏收集198～201℃的馏分，冷却后得到固体，计算收率，并测定熔点。

2.对氨基苯甲酸的制备

在25mL圆底烧瓶中加入3.0g对甲基苯胺、3.5mL乙酸酐，搅拌溶解后，装上回流管，回流20min。趁热将反应液倒入50mL冷水中，充分冷却析晶，抽滤，用水洗涤晶体三次，干燥，得到对甲基乙酰苯胺，计算产品的收率，并测定熔点。将制备的产品置于250mL烧杯中，再加入90mL水、3.0g乙酸钠和11g高锰酸钾，在搅拌下加热至85℃反应40min。趁热过滤，用少量的热水洗涤沉淀，滤液冷却，检测溶液的酸碱性。滤液中加入20％的硫酸至pH值为1～2，冷却过滤，得到产品对乙酰氨基苯甲酸，干燥后计算收率，并测定熔点。将上述产品置于100mL圆底烧瓶中，加入20mL浓盐酸和20mL水，加热回流30min，使反应液冷却，再加入20mL水，最后用20％的氢氧化钠溶液中和反应液至石蕊试纸刚好变蓝，碱切勿过量。根据溶液的总体积，每30mL溶液加入1mL乙酸，冰浴冷却析晶，过滤，干燥，得到对氨基苯甲酸，确定水解收率和三步反应的总收率，并测定产品的熔点。

3.对氨基苯甲酸乙酯的合成

在50mL圆底烧瓶中加入2.0g对氨基苯甲酸和25mL乙醇，搅拌均匀后，在冰水冷却下再加入2mL浓硫酸，有固体出现（生成什么物质了），搅拌均匀后，在水浴上加热回流1h，并不停地搅拌。待反应液冷却后，分批加入10％的碳酸钠溶液至中性，再加入少量碳酸钠溶液使体系pH值约为9，有固体出现（生成什么物质了）。将反应液转入分液漏斗，残余固体用45mL乙醚分多次洗涤，并将乙醚转入同一分液漏斗，充分摇振，有机相用无水硫酸镁干燥，水浴蒸馏蒸出乙醚，残留物用乙醇水溶液重结晶，放置室温冷却析晶，过滤，干燥，得到苯佐卡因，计算收率，并测定熔点。

注意事项

（1）如果溶液呈现紫色，再加入少量的乙醇加热至紫色消失再过滤。

（2）根据实际情况确定水醇比例，热溶解应在回流装置中进行。

思考题

（1）在何种情况下有机反应需要对某些官能团或某些位置进行保护？请举例说明保护基在合成中的应用。

（2）还原反应结束后，为什么反应液常显碱性？为什么要加入碳酸钠溶液？

（3）氧化反应完毕后，如果溶液呈现紫色，为什么要加入乙醇除去颜色？

（4）酰胺的水解完成后，加入碱中和时，为什么要加入乙酸？

（5）对于酯化后的中和反应，为什么采用碳酸钠而不使用氢氧化钠？

（6）以对硝基甲苯为原料合成苯佐卡因时，你认为有几条路线，写出这些可能的路线和涉及的反应条件。

参考文献

［1］徐克勋.精细有机化工原料及中间体手册［M］.北京：化学工业出版社，1998.

［2］宋毛平，何占航.基础化学实验与技术［M］.北京：化学工业出版社，2008.