實驗三磺胺醋酰鈉和合成

1、實驗三 磺胺醋酰鈉（Sulfacetamide Sodium）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?；?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1001量筒5ml250ml2膠頭滴管1ml2燒杯50ml3250ml410

2、00ml1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%乙酸酐廣東汕頭市西隴化工廠含量不少于99.5%13.6ml濃鹽酸上海成海化學(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-101S鄭州長城科工貿(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-D鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司真空干燥箱DZF

3、-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100 mL三頸瓶中，依次加入轉(zhuǎn)子,磺胺17.2 g，22.5%氫氧化鈉水溶液22 mL，于水浴上加熱至50左右。實驗裝置如下圖所示圖一 磺胺醋酰制備裝置圖2、待磺胺溶解后，分次加入醋酐13.6 mL，77% 氫氧化鈉12.5 mL（首先，加入醋酐3.6 mL，77% 氫氧化鈉2.5 mL；隨后，每次間隔5 min，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5055；并保持反應(yīng)液的pH在1213之間

4、,加料完畢繼續(xù)保持此溫度反應(yīng)30 min。（反應(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250 mL燒杯中，4、加入20 mL水稀釋，于冷水?。ㄓ?000ml大燒杯裝適量自來水）中用36% 鹽酸調(diào)至pH 為7，放置30 min，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 45，此時又有固體析出，再次抽濾，濾餅（磺胺醋酰和雙乙?；衔锏幕旌衔铮壕o抽干，得黃色粉末。6、用3倍量（3 mL / g）10% 鹽酸(v/v

5、,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?；铮?。7、濾液加少量活性碳5060加熱脫色10 min，抽濾。8、濾液用40% 氫氧化鈉調(diào)至pH 5，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.179184）。（二）磺胺醋酰鈉的制備將磺胺醋酰置于50 mL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，計算收率。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

6、定的pH值（pH 1213）。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2.3 g NaOH，即滴加20% NaOH 11.5 mL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

7、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 =1213.六，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

8、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p

9、H降到5，會有雙乙?；锷傻谖宕危杭尤胍宜狒?，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pH 45 有乳白色固體析出，溶液為淡黃色 析出的磺胺醋酰和雙乙酰化物的混合物 抽濾收集濾渣，棄去濾液得到乳白色的磺胺醋酰和雙乙?；锕腆w 用10%鹽酸溶解白

10、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

11、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5 min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5055；并

12、保持反應(yīng)液的pH在1213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

13、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?；芰υ鰪?，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

14、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。 （3）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；1、 ?；禾幚淼倪^程中，pH 7時析出的固體是什么？pH 5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，pH 7時析出的固體是磺胺，pH 5時析出的固體是雙乙?；锖突前反柞?/p>