药物合成反应实验讲义
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药物合成反应实验讲义天津工业大学环境与化学工程学院制药工程专业2011年9月10日实验1、氯代叔丁烷的制备[实验目的] 1. 了解叔醇的卤代反应机理。
2. 掌握卤化剂的种类及特点。
[反应式]C CH 3H 3C OH CH 3+ HClC CH 3H 3C Cl3+ H 2O[试剂] 叔丁醇:5 g 浓盐酸:16.5 mL 碳酸氢钠(5 %):30mL 无水硫酸镁 [实验操作]在配有搅拌、温度计、回流冷凝器的100 mL 的三颈瓶中,加入叔丁醇5 g 、浓盐酸16.5 mL ,开动搅拌,室温下反应1 小时,分出有机层,以5 %碳酸氢钠洗涤两次(15 mL ×2),以无水硫酸镁干燥0.5 小时后,进行常压蒸馏,收集50-53℃的馏份,得产品为无色透明液体。
[思考题]1. 本实验中采用5 %碳酸氢钠洗涤的目的是什么? 2. 是否可以采用其它氯化剂?The preparation of t -butyl chloride[Aim ]To comprehend the characteristics of chlorination reaction and chlorination reagents. [Reaction equation ]C CH 3H 3C OH CH 3+ HClC CH 3H 3C ClCH 3+ H 2O[Reagents ]t -Butyl alcohol: 5 gConcentrated hydrochloric acid: 16 mL Sodium hydrogen carbonate (5%): 30 mL [Procedure ]In a 100 mL three-neck flask equipped with an efficient stirrer, thermometer, and reflux condenser, place 5 g of t -butyl alcohol, 16 mL of concentrated hydrochloric acid. Stir this solution at room temperature for 1 h. Stop stirring and Lay it for a while to form two distinct layers. The organic layer is separated off with separating funnel and washed two times with 5% sodium hydrogen carbonate (15mL ×2), and dried over anhydrous calcium chloride. After the desiccant is filtered off, the product is obtained by the fraction distillation at approximately 50-52℃. [Subjects for Thinking ]1. What is the reason for washing organic layer with 5% sodium hydrogen carbonate?2. Except the concentrated hydrochloric acid, what kind of chlorination reagents can also be used in this preparation?实验2、苯氧乙酸的合成[实验目的] 熟悉Williamsons醚化反应的方法,了解其在药物化学结构修饰中的应用。
医用氯化钠的制备一、实验目的1、掌握医用氯化钠的制备原理和方法。
2、掌握称量,溶解,过滤,沉淀,抽滤,蒸发等基本操作。
3、练习pH试纸的使用方法。
二、实验原理医用氯化钠是以粗盐为原料提纯而得的。
粗盐中含有多种杂质,既有不溶性的杂质,如泥沙;还有可溶性杂质,如SO42-, Ca2+, Mg2+, K+等相应盐类。
不溶性杂质,可用过滤的方法除去,而对于可溶性杂质,如SO42-, Ca2+, Mg2+, K+等,则必须用化学方法处理才能除去。
常用的化学方法是先加入稍过量的BaCl2溶液将SO42- 转化为难溶的BaSO4沉淀通过过滤而除去:Ba2+ + SO42- = BaSO4↓再向该溶液中加入NaOH-Na2CO3混合溶液,Ca2+, Mg2+以及过量的Ba2+也可分别生成相应的沉淀而除去:Ca2+ + CO32- = CaCO3↓2Mg2+ + 2OH- + CO32- = Mg2(OH)2CO3↓Ba2+ + CO32- = BaCO3↓过滤后的溶液中,加HCl中和过量的混合碱并使之呈弱酸性,可除去上步引入的OH-、CO32-:H+ + OH- = H2O2H+ + CO32- = H2O + CO2↑对于其中少量的Br-、I-、K+,由于其含量少,溶解度大,在最后的浓缩、结晶中仍留在母液中而与NaCl分离。
三、仪器设备试管、烧杯、量筒、蒸发皿、漏斗、布氏漏斗、抽滤瓶、酒精灯、电炉(或煤气灯)、石棉网、托盘天平PH试纸四.实验试剂HCl ( 2mol·L-1)、H2SO4 (0.5mol·L-1)、HAc (3mol·L-1)、NaOH (2mol·L-1)、Na2CO3(饱和溶液)、BaCl2 (25%, 0.1mol·L-1)、粗食盐10克五、实验流程附图1 医用氯化钠的制备实验操作流程图:六、注意事项1.产品炒干时要用小火,以免食盐飞溅伤人。
药物合成实验知识点总结药物合成实验是医药化学领域的重要研究内容之一,通过合成目标化合物来寻找新药物或改进已有的药物。
在药物合成实验中,研究者需要掌握一系列实验技术和知识,包括有机合成化学、反应机理、试剂选择、实验操作技巧等方面的知识。
本文将对药物合成实验的相关知识点进行总结。
1. 有机合成化学有机合成化学是药物合成实验的核心内容,主要涉及有机化合物的合成方法、反应机理、化学键的形成与断裂等知识。
在药物合成实验中,研究者需要根据目标分子的结构特点和目标性能,选择合适的有机合成方法和合成路线,合成目标化合物。
一些常用的有机合成反应和方法包括:取代反应、加成反应、消除反应、重排反应等。
此外,还有一些重要的有机合成反应机理需要研究者了解和掌握,如:亲核取代反应的 SN1 和 SN2 机理、亲电取代反应的 E1 和 E2 机理、羟基取代反应等。
2. 试剂选择在药物合成实验中,研究者需要选择合适的试剂来进行实验操作。
试剂的选择需考虑到反应的选择性、效率、成本和环境友好性等方面的因素。
合成过程中常用的试剂有:有机溶剂、氧化剂、还原剂、碱、酸、催化剂等。
选择合适的试剂可以提高合成反应的产率和产物纯度,降低合成成本,缩短反应时间。
3. 实验操作技巧药物合成实验需要研究者掌握一系列实验操作技巧,包括:溶剂的挑选和使用、试剂的精确称量、反应条件的控制、产物的纯化和分离、实验设备的操作和维护等。
研究者需要具备良好的实验技能,严格按照操作规程进行实验,确保实验结果的准确性和可靠性。
4. 实验数据分析在药物合成实验中,研究者需要对实验数据进行准确和系统的分析。
实验数据分析包括对合成反应的产率、产物纯度、结构鉴定等方面的数据进行分析和讨论。
通过实验数据的分析,研究者可以评估合成反应的优劣,调整合成条件,改进合成路线,提高目标产物的产率和纯度。
总的来说,药物合成实验是医药化学领域的重要研究内容之一,需要研究者掌握一系列实验技术和知识。
药物化学实验讲义主编杨慧编者高乌恩朱晓伟嘎鲁内蒙古医学院药学院药物化学教研室 2005.10前言药物化学实验是依据药物化学教学大纲的要求编写的,目的是通过实验加深理解药物化学的基本理论和基本知识,掌握合成药物的基本方法;掌握对药物进行结构修饰的基本方法,了解拼合原理在药物化学中的应用;进一步巩固有机化学实验的操作技术及有关理论知识,培养学生理论联系实际的作风,实事求是,严格认真的科学态度与良好的工作习惯。
本实验教材是在药化教研室教学经验的集体总结并结合其他兄弟院校的实验素材下编写而成的,限于水平,难免有误,我们要在使用过程中不断总结经验,进一步修正提高。
2005年10月目录实验室基本知识 (3)实验一苯妥英钠的合成 (6)实验二扑热息痛的合成 (9)实验三The Preparation of Acetylsalicylic Acid (11)实验四苯乐来的合成 (13)实验五盐酸普鲁卡因的合成 (16)实验六磺胺醋酰钠的合成 (20)实验七美沙拉秦的合成 (22)实验室基本知识一、实验室安全药物化学和有机化学一样是一门实践性很强的学科,因此,在进入实验室工作之前,希望参加实验者必须对实验课程的内容,要有充分的准备,而且要通晓实验室的一些基本规则,遵守实验室安全操作须知,才能避免可能发生的一些危险情况。
(一)眼睛安全防护在实验室中,眼睛是最容易受到伤害的。
飞溅出的腐蚀性化学药品和化学试剂,进入眼睛会引起灼伤和烧伤;在操作过程中,溅出的碎玻璃片或某些固体颗粒,也会使眼睛受到伤害。
为了安全起见,在某些实验中,需戴防护目镜。
倘若有化学药品或酸、碱液溅入眼睛,应赶快用大量的水冲洗眼睛和脸部,并赶快到最近的医院进行治疗。
若有固体颗粒或碎玻璃粒进入眼睛内,请切记不要揉眼睛,并赶快到最近的医院进行诊治。
(二)预防火灾有机药物合成实验室中,由于经常使用挥发性的,易燃性的各种有机试剂或溶剂,最容易发生的危险就是火灾。
药物合成反应 实验讲义
编写教师:王曼 张云凤 药物合成反应实验讲义
II 目录 实验1 苯妥英钠(Phenytoin Sodium)的合成 .......................................................................... 1 一、目的要求 ........................................................................................................................... 1 二、实验原理 ........................................................................................................................... 1 三、仪器与试剂 ....................................................................................................................... 2 四、实验步骤 ........................................................................................................................... 3 五、结构确证 ........................................................................................................................... 3 思考题: ........................................................................................................................... 4 实验2 尼群地平的合成 ................................................................................................................ 5 一、实验目的 ........................................................................................................................... 5 二、方案提示 ........................................................................................................................... 5 三、要求 ................................................................................................................................... 5 实验3 阿昔洛韦的合成研究 ........................................................................................................ 6 一、目的 ................................................................................................................................... 6 二、要求 ................................................................................................................................... 6 药物合成反应实验讲义
1 实验1 苯妥英钠(Phenytoin Sodium)的合成 (综合性实验11学时) 一、目的要求 1. 学习安息香缩合反应的原理和应用氰化钠及维生素B1为催化剂进行反应的实验方法。 2. 了解剧毒药氰化钠的使用规则。
二、实验原理 苯妥英钠为抗癫痫药,适于治疗癫痫大发作,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:
HN
NONa
O
苯妥英钠为白色粉末,无臭、味苦。微有吸湿性,易溶于水,能溶于乙醇,几乎不溶于乙醚和氯仿。 合成路线如下:
CHO 催化剂CCHOOH
[O]
CC
OO
CCOO+CONH2NH2NaOHH
N
NONa
O
2 药物合成反应实验讲义
2 三、仪器与试剂 1、主要仪器 磁力搅拌器、温度计、球形冷凝管、三口烧瓶、水浴锅、真空泵、布氏漏斗、抽滤瓶、圆底烧瓶、滴管、量筒、烧杯、玻璃棒、小漏斗等。 2、试剂
名 称 规 格 用 量 苯甲醛 C.P. 7.5ml
NaOH 2mol/L 7.5ml 乙醇 C.P. 20ml
VB1 C.P. 2.7g NaOH C.P. 适量 硝酸 65%—68% 25ml
NaOH 15% 25ml 醋酸钠 C.P. 1g
尿素 C.P. 3g
乙醇 95% 40ml
活性炭 工业 少量 95%乙醇-乙醚混合液 1:1 少量 药物合成反应实验讲义
3 四、实验步骤 (一)安息香的制备 于锥形瓶内加入VB1 2.7 g、水10 mL、95% 乙醇20 mL。不时摇动,待VB1溶解,加入2N NaOH 7.5 mL,充分摇动,加入新蒸馏的苯甲醛7.5 mL,放置一周。抽滤得淡黄色结晶,用冷水洗,得安息香粗品。
(二)联苯甲酰的制备 在装有搅拌、温度计、球型冷凝器的100 mL三颈瓶中,投入安息香6 g,稀硝酸(HNO3:H2O=1:0.6)15 mL。开动搅拌,用油浴加热,逐渐升温至110℃~120℃,反应 2 h(反应中产生的氧化氮气体,可从冷凝器顶端装一导管,将其通入水池中排出)。反应毕,在搅拌下,将反应液倾入40 mL热水中,搅拌至结晶全部析出。抽滤,结晶用少量水洗,干燥,得粗品。
(三)苯妥英的制备 在装有搅拌、温度计、球型冷凝器的100 mL三颈瓶中,投入联苯甲醛4 g,脲素1.4 g,20% NaOH 12 mL,50% 乙醇20 mL,开动搅拌,直火加热,回流反应30 min。反应完毕,反应液倾入到120 mL沸水中,加入活性碳,煮沸10 min,放冷,抽滤。滤液用10% 盐酸调至pH 6,放置析出结晶,抽滤,结晶用少量水洗,得苯妥英粗品。
(四)成盐与精制 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,水浴加热至40℃,加入20% NaOH至全溶,加活性碳少许,在搅拌下加热5 min,趁热抽滤,滤液加氯化钠至饱和。放冷,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、结构确证 1. 红外吸收光谱法、标准物TLC对照法。 2. 核磁共振光谱法。
注释; 药物合成反应实验讲义 4 1. 氰化钠为剧毒药品,微量即可致死,故使用时应严格遵守下列规则:①使用时必须戴好口罩、手套,若手上有伤口,应预先用胶布贴好。②称量和投料时,避免撒落它处,一旦撒出,可在其上倾倒过氧化氢溶液,稍过片刻,再用湿抹布抹去即可。粘有氰化钠的容器、称量纸等要按上法处理,不允许不加处理乱丢乱放。③投入氰化钠前,一定要用20% NaOH调至pH 8,pH低,可产生剧毒的氰化氢气体(氰化氢为无色气体,空气中最高允许量为10 ppm)。 2. 硝酸为强氧化剂,使用时应避免与皮肤,衣服等接触,氧化过程中,硝酸被还原产生氧化氮气体,该气体具有一定刺激性,故须控制反应温度,以防止反应激烈,大量氧化氮气体逸出。 3. 制备钠盐时,水量稍多,可使收率受到明显影响,要严格按比例加水。
思考题: 1. 试述NaCN及VB1在安息香缩合反应中的作用(催化机理)。 2. 制备联苯甲酰时,反应温度为什么要逐渐升高?氧化剂为什么不用硝酸,而用稀硝酸? 3. 本品精制的原理是什么? 药物合成反应实验讲义
5 实验2 尼群地平的合成
(设计性实验11学时) 一、实验目的 1. 掌握硝化剂的种类和不同应用范围,硝化反应和环合反应的种类、反应原理、特点等。 2. 设计分析方案,选择表征手段,进行物质结构的测定。 3. 通过该药工艺过程设计与药物合成,锻炼独立分析问题、解决问题的能力,了解药物合成反应中药物设计与合成的全过程。
二、方案提示 尼群地平有多种合成方案。 1. 克氏缩合,硫酸催化、醋酸哌啶催化; 2. 环合反应,溶剂反应、固相缩合; 3. 低温合成巴豆酯。
三、要求 1.确定具体的操作条件并设计出具体操作过程。 2. 查阅文献,自行选择合成路线,选择不同实验方案,合计该药的具体合成工艺过程;运用已经掌握的药物合成技术进行本品的合成并得到最终产物。 3. 提出所需的仪器、药品,写出溶液的配制方法。 4. 对最终产物进行红外光谱、紫外光谱、核磁共振氢谱、碳谱的确定并对这些图谱进行解析以确证本品的结构。 5. 完成实验后写出实验报告,内容包括实验原理、实验仪器与试剂、实验步骤、数据处理(包括原始数据、实验现象、数据处理和实验结果)以及对实验现象的讨论和对设计方案与实验结果的评价。