Прокаина гидрохлорид (hcl)представляет собой белый кристаллический порошок без запаха, слегка горьковатого вкуса, хорошо растворим в воде, мало растворим в этаноле и хлороформе. Молекулярная масса соединения составляет 272,77 г/моль, температура плавления составляет 153-156 градусов, а температура кипения составляет 373,6 градусов. Также известен как новокаин. Это органическое соединение, используемое в медицине для уменьшения боли путем блокирования нервных сигналов. Благодаря химическим свойствам новокаина гидрохлорид имеет широкий спектр применения в медицине и фармации, но также обладает многими реактивными свойствами.
Его pH обычно составляет от 4.5-6. Этот рН очень важен как для его стабильности, так и для того, как он ведет себя в организме. Это относительно мягкое вещество, обычно между 1-2 молярной твердостью. Это означает, что его поверхность более восприимчива к царапинам и повреждениям. Содержание влаги очень важно для его качества. Слишком высокое и слишком низкое содержание влаги повлияет на его стабильность и активность. Обычно содержание влаги в нем должно составлять 1-2 процентов.
Прокаина гидрохлорид — это местный анестетик, который также используется в качестве безрецептурного лекарства для облегчения легкой боли, такой как зубная боль. Он широко используется в медицинской промышленности, поскольку является безопасным и эффективным местным анестетиком. Здесь будут обсуждаться несколько методов синтеза прокаина гидрохлорида.
1. Реакция парааминобензойной кислоты (ПАБК) и диэтиламиноэтанола:
Самый ранний метод получения гидрохлорида прокаина заключается в реакции ПАБК и диэтиламиноэтанола в щелочных условиях с образованием прокаина. Этот метод был открыт в 1905 году Эрнестом Фурно и Пьером Рефреном.
Сначала ПАБК подкисляют концентрированной серной кислотой с образованием соответствующего амида, а затем вводят в реакцию с этилендиамином под действием гидроксида натрия с образованием прокаинового основания. Наконец, основание прокаина нейтрализуют раствором соляной кислоты с получением гидрохлорида прокаина.
2. Реакция прокаинамида и ПАБК:
Прокаинамид — современный психотропный препарат, получаемый сульфированием прокаина. Таким образом, прокаин реагирует с п-толуолсульфокислотой и H2SO4 с образованием 14-метилированного прокаинамида, а с ПАБК образует соль HCL.
3. Реакция прокаина и бензойной кислоты:
Гидрохлорид прокаина можно получить нагреванием прокаина и бензойной кислоты при 300°С.
4. Реакция между прокаином и этиловым эфиром п-аминобензойной кислоты:
Проведите реакцию прокаина и этилового эфира п-аминобензойной кислоты в метаноле, а затем используйте водный раствор соляной кислоты для осаждения ионов для непосредственного получения гидрохлорида прокаина.
5. Реакция ВОС-защищенного этилендиамина:
Вос-защищенный этилендиамин может реагировать с ПАБК, проводить реакцию диазотирования в присутствии бикарбоната натрия, затем реагировать с прокаинамидом с получением прокаина и, наконец, превращаться в гидрохлорид прокаина.
5.1. OC-защищенный этилендиамин представляет собой соединение на основе диамина с химической формулой C6H14N2O2. Его получают реакцией этилендиамина с BOC-OSu (N-алкоксикаленилхлорид). Уравнение реакции выглядит следующим образом:
H2НЧ2CH2Северная Каролина2плюс BOC-OSu → H2Н(СН2)2NHBoc плюс HCl плюс CO2
Среди них HCl и CO2 являются побочными продуктами реакции, а BOC-защищенный этилендиамин является целевым продуктом.
5.2. Реакции с прокаина гидрохлоридом:
Этилендиамин, защищенный ВОС, может реагировать с гидрохлоридом новокаина с образованием новых соединений с более высокой биологической активностью. Уравнение реакции выглядит следующим образом:
H2Н(СН2)2NHBoc плюс С13H20N2O2Кл → С19H30N4O3плюс HCl плюс Boc-NH2
Среди них С19H30N4O3– целевой продукт, а Boc-NH2 – побочный продукт реакции.
5.3. Этапы реакции
(1) Растворить BOC-защищенный этилендиамин в 5 мл сухого хлороформа, добавить 2,2 ммоль AlMe3 и осторожно перемешать при комнатной температуре в течение 2 часов.
(2) Растворите гидрохлорид прокаина в 5 мл сухого хлороформа, добавьте N,N-диметилформамид (ДМФА) и 30-процентный раствор гидроксида натрия (NaOH), чтобы довести рН до 9-10.
(3) Вышеуказанные две реакционные системы смешивали и нагревали при 60 ºC в течение 4 часов.
(4) После охлаждения смесь промывали водой и переносили в делительную воронку.
(5) Трижды экстрагируйте органическую фазу хлороформом.
(6) Органические фазы объединяли и сушили над безводным Na2SO4.
(7) Хлороформ удаляли с помощью роторного испарителя, а остаток растворяли в небольшом количестве хлороформа и фильтровали.
(8) Продукт собирали и грубо экстрагировали диэтиловым эфиром, затем промывали 70-процентной смесью воды и метанола (об./об.).
(9) Растворитель удаляли с помощью роторного испарителя, а остаток сушили в вакууме.
(10) Определить физические и химические свойства продукта и обнаружить пики его поглощения с помощью спектрометра в УФ-видимой области.
5.4. Заключение:
Защищая гидрохлорид прокаина N-алкоксикарбенильной группой и используя для реакции ВОС-защищенный этилендиамин, можно получить новые соединения с более высокой биологической активностью. Во время процесса реакции необходимо обращать внимание на контроль условий реакции, включая температуру, значение pH, время реакции и т. д., чтобы обеспечить чистоту и выход продукта. Продукт может быть идентифицирован и проанализирован путем измерения физических и химических свойств продукта и обнаружения его пика поглощения с помощью спектрометра в ультрафиолетовой и видимой областях.
6. Метод этерификации:
Прокаина гидрохлорид можно получить методом этерификации. Во-первых, прореагируйте ПАБК с пропановым ангидридом или бензоилхлоридом, чтобы получить метиловый эфир прокаина или бензиловый эфир прокаина. Затем этилендиамин или пропиленгликоль используют для реакции с метиловым эфиром прокаина или бензиловым эфиром прокаина с получением основания прокаина. Наконец, его нейтрализуют раствором соляной кислоты, чтобы получить гидрохлорид прокаина. Этот синтетический метод может быть реализован посредством следующих шагов.
6.1. Определение выбора спирта и кислоты для этерификации
Прежде всего, для реакции с кислотой следует выбрать соответствующий этерифицированный спирт. Обычно гидроксильная группа выбранного спирта более активна и легко реагирует с кислотой. При синтезе гидрохлорида прокаина этерифицированный спирт может быть выбран как прокаинамид, а кислота может быть выбрана как диметилкарбаминовая кислота (DMAMC). Механизм реакции этерификации заключается в образовании сложного эфира жирной кислоты посредством катализируемой кислотой реакции гидроксильных и карбоксильных групп.
6.2. Определить условия реакции
Обычно реакцию этерификации необходимо проводить при определенной температуре, давлении и времени реакции, и эти условия следует определять в ходе эксперимента для получения продуктов с высоким выходом и высокой чистотой. При синтезе гидрохлорида прокаина температура реакции составляет {{0}} градусов, давление реакции составляет 1,5-2,0 атм, а время реакции составляет 16-24 часов.
6.3. Подготовка экспериментальной установки и реактивов
Подготовьте необходимое экспериментальное оборудование и материалы, включая реакционный котел, магнитную мешалку, крышку реактора, вакуумную трубку, герметик, весы и т. д. Этерифицированный спирт и кислота, необходимые для реакции, смешиваются в соответствии с определенным молярным соотношением и растворяются в соответствующем растворитель.
6. 4. Реакция этерификации
Вылейте смешанные реагенты в реакционный котел, добавьте катализатор этерификации при комнатной температуре, затем нагрейте до температуры реакции и перемешайте. Обычно в начале реакции образуется большое количество газа, и для поглощения кислоты и воды используют кислотный сорбент. После завершения реакции реакционный раствор охлаждали до комнатной температуры и продукт этерификации отделяли вакуумной перегонкой.
6.5. Последующие этапы обработки
После отделения продукта этерификации требуются последующие обработки, включая обесцвечивание, кристаллизацию и очистку. Обычно продукт этерификации растворяют в органическом растворителе, обесцвечивают адсорбентом из активированного угля, затем кристаллизуют и очищают, и, наконец, продукт очищают с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) и других методов.
После завершения вышеуказанных стадий могут быть получены сложные эфиры гидрохлорида прокаина с более высокой степенью чистоты. Этот метод синтеза может облегчить исследование гидрохлорида прокаина, а также может служить эталоном для синтеза других сложных эфиров.