對(duì)氨基苯磺酰胺的合成

1、對(duì)氨基苯磺酰胺（磺胺）的合成一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解氯磺化反應(yīng)的原理及操作方法2，了解氨基的保護(hù)與原理。二，實(shí)驗(yàn)原理磺胺是磺胺藥物的最基本結(jié)構(gòu)，也是藥性的基本結(jié)構(gòu)?；前奉愃幬锸侵妇哂?對(duì)氨基苯磺酰胺結(jié)構(gòu)的一類藥物的總稱，是一類用于預(yù)防和治療細(xì)菌感染性疾病 的化學(xué)治療藥物?；前匪幬锓N類可達(dá)數(shù)千種，其中應(yīng)用較廣并具有一定療效的就 有幾十種。 磺胺藥是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中常用的一類抗菌消炎藥，其品種繁多，已成為 一個(gè)龐大的家族了?？墒?，最早的磺胺卻是染料中的一員。在某次偶然的機(jī)會(huì)， 人們發(fā)現(xiàn)這種紅色的染料對(duì)細(xì)菌具有很強(qiáng)的抑制作用，從而將它應(yīng)用于藥物，并在二十世紀(jì)上特別是一次與二次世界大戰(zhàn)期間乃至到現(xiàn)在依然是一種應(yīng)用

2、非常 廣泛的抗菌藥物?；前罚▽?duì)氨基苯磺酰胺）的合成步驟有如下：路線一：苯胺法NHCOCHClCl路線二:氯苯法ClSO3AClSO3HHSO 3ClSO2CInh2nh4ohNH4OHCu2Oso2nh2SO2NH2路線三：二苯脲法2NH 2NH2CONH2ciso3h加熱本實(shí)驗(yàn)將采用路線三、實(shí)驗(yàn)藥品與儀器:藥品：5g乙酰苯胺，氯磺酸，濃氨水，濃鹽酸，碳酸鈉 儀器：錐形瓶，抽濾瓶，燒瓶，布氏漏斗。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1，對(duì)乙酰氨基苯磺酰氯的制備將5克干燥的乙酰苯胺將入到干燥的 250ml錐形瓶中，用溫火加熱溶解乙 酰苯胺，攪拌油狀物以讓溶解物附在錐形瓶底部。 冰浴冷卻錐形瓶使油狀物固化， 一次性迅速

3、加入10ml氯磺酸（密度1.77g/ml ）。然后連接預(yù)先配置好的氫氧化 鈉溶液收集氯化氫氣體。將錐形瓶從冰浴中取出進(jìn)行攪拌，氯化氫氣體劇烈的釋放出來，如果反應(yīng)太過劇烈，可放冷水中進(jìn)行冷卻。當(dāng)反應(yīng)變緩后，可輕輕搖晃使固體全部溶解。 待 固體全部溶解后，用蒸氣浴加熱錐形瓶10min至不在產(chǎn)生氯化氫氣體為止，這過 程中必須進(jìn)行尾氣處理。最后通風(fēng)櫥中冰浴冷卻反應(yīng)瓶。將反應(yīng)瓶充分冷卻之后，在通風(fēng)櫥中緩慢的將冷卻的混合物在快速攪拌下倒入到 裝有80g碎冰的燒杯中。用冷水洗滌錐形瓶并將洗滌液倒入到燒杯中（這一步是關(guān)鍵，一定要慢，一定要攪拌充分）。攪拌打碎塊狀的沉淀物，然后真空抽濾混 合物。用少量冷水洗滌粗

4、產(chǎn)物乙酰胺基苯磺酰氯。 抽干晶體。粗產(chǎn)品不必干燥或 是提純，但須很快進(jìn)行下一步反應(yīng)，因粗產(chǎn)品在酸性條件下不穩(wěn)定，易分解。2，對(duì)乙酰氨基苯磺酰胺NHCOCH 3CIO 2SNH3在通風(fēng)櫥中將獲得的乙酰氨基苯磺酰氯加入到125ml的錐形瓶中，然后加入26ml （0.66mol ）濃的氨水，用攪拌子均勻的攪拌混合物， 此時(shí)生成白色糊狀物。 加完后，在均勻攪拌下在通風(fēng)櫥中蒸氣浴中加熱反應(yīng)15min。然后加入20ml水,在石棉網(wǎng)上小火攪拌加熱10min以除去多余的氨。冷卻后抽濾得到乙酰氨基苯磺 酰胺，為無色針狀晶體。3，對(duì)氨基苯磺酰胺的制備NH2將出產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至小圓底燒瓶中，然后加入5ml（0.16mol

5、）濃鹽酸，投入沸石, 連接好球形冷凝管。加熱回流混合物半小時(shí)。然后在室溫下冷卻混合物得到幾乎 澄清的溶液。如果有固體有重新析出，測(cè)試一下溶液的酸堿性，不呈酸性是酌情 外加適量鹽酸，并繼續(xù)將混合物煮沸十五分鐘，直到在室溫冷卻后沒有固體析出。 往濾液中一邊攪拌一邊緩緩的加入碳酸氫鈉固體，直到恰呈堿性（用石蕊試紙檢測(cè)）。每次加入碳酸氫鈉溶液都會(huì)有泡沫產(chǎn)生，這是釋放二氧化碳的緣故。在中 和過程中，產(chǎn)物對(duì)氨基本苯酰胺會(huì)析出。冰浴充分冷卻混合溶液，然后真空抽濾 混合物，盡可能的抽干產(chǎn)物。用水重結(jié)晶粗產(chǎn)物。測(cè)定產(chǎn)量，所得的對(duì)氨基苯磺 酸酰胺為白色葉片狀晶體。熔點(diǎn)為 165166攝氏度。五、產(chǎn)品分析產(chǎn)率計(jì)算：

6、所得的產(chǎn)品摻了碳酸鈉固體與粉末，稱量得 0.2g，實(shí)際的產(chǎn)量 還要低。由于摻有碳酸鈉，所以熔點(diǎn)測(cè)不出來。產(chǎn)率姑且按照 0.2g計(jì)算。理論 產(chǎn)量為：6.37g,產(chǎn)率為：3.14%。實(shí)際上，可能就是百分之一左右。紅外分析：用化學(xué)系儀器Nicolet FT-IR傅立葉紅外光譜儀對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行紅外 分析，采用的時(shí)無水溴化鉀作為分散劑， 壓片制樣。下圖便是我的產(chǎn)物的紅外圖譜圖解讀：3471cm-1、3382cmi、3315cm1三個(gè)強(qiáng)吸帶是氨基的吸收峰；在3000cm1附近本應(yīng)有苯環(huán)的吸收帶，然而由于其比較弱，而氨基的吸收很強(qiáng)， 將苯環(huán)的吸收峰所覆蓋；1622cm-1、1592cm、1505cm1是苯環(huán)的伸

7、縮振動(dòng)所引起的吸收，較強(qiáng)；1303cm-1、1143cm 是 SO NH指紋吸收；650cm-1 -900cm-1氨基的變形振動(dòng)和苯環(huán) C-H面外變形振動(dòng)相互重疊，難以辨認(rèn)。六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)及討論：，由于氯磺酸忌水，遇水反應(yīng)非常劇烈，所以在實(shí)驗(yàn)開始加熱溶解乙酰苯 胺后，要將燒瓶?jī)?nèi)壁的水擦除，以防加入氯磺酸后將氯磺酸分解等。，氯磺化反應(yīng)較為劇烈，將乙酰苯胺凝結(jié)成塊狀后再反應(yīng)，可使反應(yīng)較為緩和。這是減少反應(yīng)面積，如果某一反應(yīng)很慢的話，就盡量將原料研磨細(xì)，可以 很有效的加快反應(yīng)。待到反應(yīng)較緩慢是可以用玻璃棒將塊狀物弄碎，以加快反應(yīng)的進(jìn)行。由于氯磺酸非常粘稠，反應(yīng)的效率可能不是很好，可以將氯磺酸溶解于

8、 適量的四氯甲烷中，可以增強(qiáng)溶液的流動(dòng)性，并且減緩反應(yīng)速率，使反應(yīng)均勻進(jìn) 行3 4。，氯磺酸有強(qiáng)烈的腐蝕性，遇空氣會(huì)冒出大量的氯化氫氣體， 故取用時(shí)必須 特別注意不能碰到皮膚和水。含氯磺酸的廢液也不能倒入水槽。4，實(shí)驗(yàn)裝置要密封，導(dǎo)氣管可連接倒扣的漏斗防止倒吸。 可以往水槽中加入 適量的氫氧化鈉固體，以加大氯化氫氣體的吸收速度與吸收率。，反應(yīng)完畢，將反應(yīng)液慢慢的倒入碎冰中，防止局部過熱而是對(duì)乙酰氨基苯 磺酰氯水解。這一步盡可能的慢進(jìn)行，因?yàn)榉磻?yīng)剩余的氯磺酸會(huì)和水發(fā)生反應(yīng)， 大量放熱，并冒出白色的鹽酸煙霧。在這一步，我覺得乙酰氨基磺酰氯在這種酸 性條件下不穩(wěn)定，乙酰氨基會(huì)在酸性、加熱條件下發(fā)生水

9、解，所以有文獻(xiàn)在制備 乙酰氨基苯磺酰氯是加入干燥氯化鈉固體，可以和反應(yīng)物硫酸生成硫酸鈉和氯化 氫，可以使反應(yīng)平衡像產(chǎn)物方向移動(dòng)，增大收率3。，用碳酸鈉中和鹽酸時(shí)有大量的二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生， 故需不斷攪拌，以免溢 出，產(chǎn)品可溶于過量堿中，故中和時(shí)必須控制碳酸鈉的用量， 以免降低產(chǎn)量。這 一步有文獻(xiàn)指出可以用碳酸鈉溶液來代替碳酸鈉固體，因?yàn)檫M(jìn)行到這一步的時(shí)候，溶液可能就那么1或是2ml，加入碳酸鈉固體，我們可以看到冒出白泡，很 難判定碳酸鈉是否足夠，所以這樣很容易使碳酸鈉過量。如果過量了，不僅會(huì)降 低產(chǎn)率，而且要除掉過量的碳酸鈉，如果本來產(chǎn)量就很少的話，無疑是雪上加霜。7，本次實(shí)驗(yàn)很多人都失敗了，這

10、主要是我們?cè)趯?shí)驗(yàn)是過度的依賴實(shí)驗(yàn)講義， 特別是反應(yīng)物量的加入，由于本次試驗(yàn)特別是第一步的產(chǎn)率很低，而講義的第二 部和第三步反應(yīng)物的量加入都是按照講義上的產(chǎn)率來加的。和我們的實(shí)際產(chǎn)率有很大的區(qū)別，在加上我們每一步實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后都沒有稱量計(jì)算產(chǎn)率，所以在后續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí)反應(yīng)物的量的加入都是粗略的。這樣當(dāng)然實(shí)驗(yàn)失敗或是產(chǎn)率低下就是成為 必然了。所以在我們實(shí)驗(yàn)時(shí)，特別是合成實(shí)驗(yàn)，我們應(yīng)當(dāng)步步為營(yíng)，穩(wěn)扎穩(wěn)打。 不應(yīng)當(dāng)急功近利，否則一步錯(cuò)，所有的努力都白費(fèi)了，只能重新再來了！七、思考題1 ,為什么苯胺要乙?；笤诼然腔?？直接氯磺化可否？不可以，磺酰氯會(huì)和氨基先發(fā)生反應(yīng)，所以必須先將氨基保護(hù)。2，是比較苯磺酰氯與苯

11、甲酰氯的水解反應(yīng)難易。苯甲酰氯難水解，因?yàn)楸缴系呐呻娮雍汪驶系碾娮影l(fā)生離域共_ 8軛成8,這樣可使能量降低，所以它難發(fā)生水解，而苯磺酰氯在酸性條件下卻 容易發(fā)生水解。3，為什么氨基苯磺酰胺克溶于過量的堿液中？在堿性條件下，會(huì)發(fā)生水解，生成氨基苯磺酸鈉和氨。八、實(shí)驗(yàn)感想：本次試驗(yàn)失敗了很多次，總供給起來應(yīng)該是5次吧！真的是難以想象。失敗了， 重來，還是接著失敗，再來。我就不信還能失敗，可惜在第五次才做出點(diǎn)東西， 還殘留了碳酸鈉固體。相對(duì)于苯佐卡因的實(shí)驗(yàn)，這次磺胺的合成相對(duì)于來說步驟少了，時(shí)間縮短了， 但是難度也增大了，苯佐卡因?qū)嶒?yàn)，失敗的時(shí)少數(shù)，但是此次實(shí)驗(yàn)，重復(fù)了多次 依然失敗的依然不在少數(shù)

12、。這究竟是我們實(shí)驗(yàn)技巧的問題還是實(shí)驗(yàn)本身方案設(shè)計(jì) 的不合理。當(dāng)然還是有不少同學(xué)成功制備出了產(chǎn)品，但他們也失敗后才做出來的。 所以我覺得實(shí)驗(yàn)本身是沒問題的，只是各反應(yīng)難把握，需要多次摸索，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。我們的五次實(shí)驗(yàn)，其中有兩次中止在第一步乙酰苯磺酰氯的制備。第1次可能是往碎冰里加入的速度快了，導(dǎo)致磺酰氯發(fā)生了水解，在冰水了 隔了幾分鐘，白色固體就逐漸溶解完畢！第2次把反應(yīng)液往碎冰加的速率變緩緩慢了，但是所得固體依然在水中逐漸 溶解了，我覺得，要么是乙酰苯胺和氯磺酸的反應(yīng)停留在了第一步，生成乙酰苯磺酸；還有就是我現(xiàn)在才想明白：產(chǎn)物乙酰苯磺酰氯在酸性條件下發(fā)生了水解， 生成了氨基苯磺酰氯，其易溶于水。

13、但我趨向于后一種可能，就是乙酰氨基發(fā)生 水解。第3次失敗還是因?yàn)楫?dāng)時(shí)沒能想明白失敗的原因，所以繼續(xù)失敗，這一次， 加入氨水之后，沒有糊狀物產(chǎn)生，這還是第一步失敗，至于為什么產(chǎn)物沒有全部 溶解在溶液中，只是操作速度加快，所以獲得了一點(diǎn)東西，但是依然不是期望的 對(duì)氨基苯磺酰氯，應(yīng)該是苯磺酰酸，和氨水成鹽，溶于水中。第4次，是成功的一次。這次能成功，是因?yàn)樵诘谝徊街形野蜒b有碎冰的燒 杯放在冰水浴中，然后冰的量也加大了。減少了產(chǎn)物的水解，但是在最后一步加 入碳酸鈉時(shí)，又出現(xiàn)了問題，這是因?yàn)檫M(jìn)行到這一步時(shí)，溶液只有 1ml左右，加 入碳酸鈉固體冒出大量的泡，根本分不清碳酸鈉固體是否過量， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)溶液中 就有了碳酸鈉固體殘留，在抽濾的時(shí)候想用水洗掉，發(fā)現(xiàn)碳酸鈉沒洗掉，反倒溶 解掉很多的產(chǎn)物。最后在測(cè)熔點(diǎn)是，把塊狀的碳酸鈉固體挑出來，以為粉末產(chǎn)物 中沒有碳酸鈉固體，熔點(diǎn)沒測(cè)出來才發(fā)現(xiàn)自己犯傻了。第5次，也算是成功的，這是在第4次進(jìn)行到最后一步時(shí)才開始的。 因?yàn)樵?失敗了 3次，嚇怕了，所以我和搭檔一人繼續(xù)做下去， 一人在重新做一遍，但進(jìn) 行到第二步時(shí)，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物不是很多，時(shí)間也不夠了，還有就是第4次反應(yīng)到最后 也還可以，就沒繼續(xù)往下。參考文獻(xiàn)：、高峰蓮，汪穎等，氯苯法合成磺胺新工藝研究，化工生產(chǎn)與技術(shù)，2002, 第