Υδροχλωρική προκαΐνη (hcl)είναι λευκή κρυσταλλική σκόνη, άοσμη, ελαφρώς πικρή γεύση, πολύ διαλυτή στο νερό, ελαφρώς διαλυτή σε αιθανόλη και χλωροφόρμιο. Το μοριακό βάρος της ένωσης είναι 272,77 g/mol, το σημείο τήξης είναι 153-156 βαθμός και το σημείο βρασμού είναι 373,6 βαθμοί. Γνωστό και ως Novocain. Είναι μια οργανική ένωση που χρησιμοποιείται στην ιατρική για τη μείωση του πόνου εμποδίζοντας τα νευρικά σήματα. Λόγω των χημικών ιδιοτήτων της υδροχλωρικής προκαΐνης, έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στην ιατρική και τη φαρμακευτική, αλλά έχει επίσης πολλές αντιδραστικές ιδιότητες.
Το pH του είναι συνήθως μεταξύ 4.5-6. Αυτό το pH είναι πολύ σημαντικό τόσο για τη σταθερότητά του όσο και για το πώς συμπεριφέρεται στο σώμα. Είναι μια σχετικά μαλακή ουσία, συνήθως μεταξύ 1-2 Μοριακής σκληρότητας. Αυτό σημαίνει ότι η επιφάνειά του είναι πιο επιρρεπής σε γρατσουνιές και ζημιές. Η περιεκτικότητα σε υγρασία είναι πολύ κρίσιμη για την ποιότητά του. Η πολύ υψηλή και πολύ χαμηλή περιεκτικότητα σε υγρασία θα επηρεάσει τη σταθερότητα και τη δραστηριότητά του. Συνήθως, η περιεκτικότητά του σε υγρασία πρέπει να είναι μεταξύ 1-2 τοις εκατό .
Η υδροχλωρική προκαΐνη είναι ένα τοπικό αναισθητικό που χρησιμοποιείται επίσης ως φάρμακο χωρίς ιατρική συνταγή για την ανακούφιση του ήπιου πόνου, όπως ο πονόδοντος. Χρησιμοποιείται ευρέως στην ιατρική βιομηχανία επειδή είναι ένα ασφαλές και αποτελεσματικό τοπικό αναισθητικό. Διάφορες μέθοδοι για τη σύνθεση υδροχλωρικής προκαΐνης θα συζητηθούν εδώ.
1. Αντίδραση παρααμινοβενζοϊκού οξέος (PABA) και διαιθυλαμινοαιθανόλης:
Η πιο πρώιμη μέθοδος παρασκευής της υδροχλωρικής προκαΐνης είναι η αντίδραση PABA και διαιθυλαμινοαιθανόλης υπό αλκαλικές συνθήκες για να σχηματιστεί προκαΐνη. Αυτή η μέθοδος ανακαλύφθηκε το 1905 από τους Ernest Fourneau και Pierre Refrain.
Αρχικά, το PABA οξινίζεται με πυκνό θειικό οξύ για να σχηματιστεί το αντίστοιχο αμίδιο και στη συνέχεια αντιδρά με αιθυλενοδιαμίνη υπό τη δράση υδροξειδίου του νατρίου για να σχηματίσει βάση προκαΐνης. Τέλος, η βάση προκαΐνης εξουδετερώνεται με διάλυμα υδροχλωρικού οξέος για να ληφθεί υδροχλωρική προκαΐνη.
2. Αντίδραση Προκαϊναμίδης και PABA:
Η προκαϊναμίδη είναι ένα προηγμένο ψυχοτρόπο φάρμακο που λαμβάνεται με σουλφόνωση της προκαΐνης. Επομένως, η προκαΐνη αντιδρά με το π-τολουολοσουλφονικό οξύ και το H2SO4 για να δημιουργήσει 14-μεθυλιωμένη προκαϊναμίδη και αντιδρά με το PABA για να δημιουργήσει άλας HCL.
3. Αντίδραση προκαΐνης και βενζοϊκού οξέος:
Η υδροχλωρική προκαΐνη μπορεί να παρασκευαστεί με αντίδραση θέρμανσης προκαΐνης και βενζοϊκού οξέος στους 300 βαθμούς.
4. Η αντίδραση μεταξύ της προκαΐνης και του π-αμινοβενζοϊκού οξέος αιθυλεστέρα:
Αντιδράστε προκαΐνη και αιθυλεστέρα π-αμινοβενζοϊκού οξέος σε μεθανόλη και στη συνέχεια χρησιμοποιήστε υδατικό διάλυμα υδροχλωρικού οξέος για να κατακρημνίσετε ιόντα για να παρασκευαστεί απευθείας η υδροχλωρική προκαΐνη.
5. Αντίδραση αιθυλενοδιαμίνης προστατευμένης με BOC:
Η προστατευμένη με BOC αιθυλενοδιαμίνη μπορεί να αντιδράσει με το PABA, να πραγματοποιήσει αντίδραση διαζωτίωσης παρουσία διττανθρακικού νατρίου, στη συνέχεια να αντιδράσει με προκαϊναμίδη για να ληφθεί προκαΐνη και τελικά να μετατραπεί σε υδροχλωρική προκαΐνη.
5.1. Η αιθυλενοδιαμίνη που προστατεύεται από OC είναι μια ένωση με βάση τη διαμίνη με χημικό τύπο C6H14N2O2. Παρασκευάζεται με αντίδραση αιθυλενοδιαμίνης με BOC-OSu (Ν-αλκοξυκαλενυλοχλωρίδιο). Η εξίσωση της αντίδρασης είναι η εξής:
H2NCH2CH2NH2συν BOC-OSu → H2N(CH2)2NHBoc συν HCl συν CO2
Μεταξύ αυτών, το HCl και το CO2 είναι παραπροϊόντα αντίδρασης και η προστατευμένη με BOC αιθυλενοδιαμίνη είναι το προϊόν στόχος.
5.2. Αντιδράσεις με υδροχλωρική προκαΐνη:
Η αιθυλενοδιαμίνη που προστατεύεται από BOC μπορεί να αντιδράσει με την υδροχλωρική προκαΐνη για να σχηματίσει νέες ενώσεις με υψηλότερη βιολογική δραστηριότητα. Η εξίσωση της αντίδρασης είναι η εξής:
H2N(CH2)2NHBoc συν C13H20N2O2Cl → C19H30N4O3συν HCl συν Boc-NH2
Μεταξύ αυτών, ο C19H30N4O3είναι το προϊόν στόχος και το Boc-NH2 είναι το παραπροϊόν της αντίδρασης.
5.3. Βήματα αντίδρασης
(1) Διαλύστε αιθυλενοδιαμίνη προστατευμένη με BOC σε 5 mL ξηρού χλωροφορμίου, προσθέστε 2,2 mmol AlMe3 και αναδεύστε απαλά σε θερμοκρασία δωματίου για 2 ώρες.
(2) Διαλύστε υδροχλωρική προκαΐνη σε 5 mL ξηρού χλωροφορμίου, προσθέστε διάλυμα Ν,Ν-διμεθυλοφορμαμιδίου (DMF) και 30 τοις εκατό υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) για να ρυθμίσετε το pH σε 9-10.
(3) Τα παραπάνω δύο συστήματα αντίδρασης αναμίχθηκαν και θερμάνθηκαν στους 60 ºC για 4 ώρες.
(4) Μετά την ψύξη, το μίγμα πλύθηκε με νερό και μεταφέρθηκε σε διαχωριστική χοάνη.
(5) Εκχυλίστε την οργανική φάση με χλωροφόρμιο τρεις φορές.
(6) Οι οργανικές φάσεις συνδυάστηκαν και ξηράνθηκαν υπεράνω Ανύδρου Na2S04.
(7) Το χλωροφόρμιο απομακρύνθηκε χρησιμοποιώντας περιστροφικό εξατμιστήρα και το υπόλειμμα διαλύθηκε σε μικρή ποσότητα χλωροφορμίου και διηθήθηκε.
(8) Το προϊόν συλλέχθηκε και εκχυλίστηκε ακατέργαστα με διαιθυλαιθέρα, στη συνέχεια πλύθηκε με ένα μίγμα 70 τοις εκατό νερού-μεθανόλης (ο/ο).
(9) Ο διαλύτης απομακρύνθηκε χρησιμοποιώντας περιστροφικό εξατμιστήρα και το υπόλειμμα ξηράνθηκε υπό κενό.
(10) Προσδιορίστε τις φυσικές και χημικές ιδιότητες του προϊόντος και ανιχνεύστε τις κορυφές απορρόφησής του με ένα φασματόμετρο UV-Vis.
5.4. Συμπέρασμα:
Προστατεύοντας την υδροχλωρική προκαΐνη με ομάδα Ν-αλκοξυκαρβενυλίου και χρησιμοποιώντας προστατευμένη με BOC αιθυλενοδιαμίνη για αντίδραση, μπορούν να παρασκευαστούν νέες ενώσεις με υψηλότερη βιολογική δράση. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αντίδρασης, είναι απαραίτητο να δοθεί προσοχή στον έλεγχο των συνθηκών αντίδρασης, συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας, της τιμής του pH, του χρόνου αντίδρασης κ.λπ., για να εξασφαλιστεί η καθαρότητα και η απόδοση του προϊόντος. Το προϊόν μπορεί να αναγνωριστεί και να αναλυθεί μετρώντας τις φυσικές και χημικές ιδιότητες του προϊόντος και ανιχνεύοντας την κορυφή απορρόφησής του με ένα φασματόμετρο υπεριώδους-ορατού.
6. Μέθοδος εστεροποίησης:
Η υδροχλωρική προκαΐνη μπορεί να παρασκευαστεί χρησιμοποιώντας τη μέθοδο Εστεροποίησης. Πρώτα, αντιδράστε το PABA με προπανικό ανυδρίτη ή βενζοϋλοχλωρίδιο για να λάβετε μεθυλεστέρα προκαΐνης ή βενζυλεστέρα προκαΐνης. Στη συνέχεια, χρησιμοποιείται αιθυλενοδιαμίνη ή προπυλενογλυκόλη για να αντιδράσει με μεθυλεστέρα προκαΐνης ή βενζυλεστέρα προκαΐνης για να ληφθεί βάση προκαΐνης. Τέλος, εξουδετερώνεται με διάλυμα υδροχλωρικού οξέος για την παρασκευή υδροχλωρικής προκαΐνης. Αυτή η συνθετική μέθοδος μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω των παρακάτω βημάτων.
6.1. Προσδιορισμός της επιλογής αλκοόλης και οξέος για εστεροποίηση
Πρώτα απ 'όλα, θα πρέπει να επιλεγεί μια κατάλληλη εστεροποιημένη αλκοόλη για αντίδραση με ένα οξύ. Συνήθως, η υδροξυλομάδα της επιλεγμένης αλκοόλης είναι πιο δραστική και αντιδρά εύκολα με το οξύ. Στη σύνθεση υδροχλωρικής προκαΐνης, η εστεροποιημένη αλκοόλη μπορεί να επιλεγεί ως προκαϊναμίδιο και το οξύ μπορεί να επιλεγεί ως διμεθυλοκαρβαμικό οξύ (DMAMC). Ο μηχανισμός της αντίδρασης εστεροποίησης είναι να δημιουργηθεί εστέρας λιπαρού οξέος μέσω της καταλυόμενης από οξύ αντίδρασης ομάδων υδροξυλίου και καρβοξυλίου.
6.2. Προσδιορίστε τις συνθήκες αντίδρασης
Συνήθως, η αντίδραση εστεροποίησης πρέπει να διεξάγεται υπό συγκεκριμένη θερμοκρασία, πίεση και χρόνο αντίδρασης και αυτές οι συνθήκες θα πρέπει να προσδιορίζονται κατά τη διάρκεια του πειράματος για να ληφθούν προϊόντα υψηλής απόδοσης και υψηλής καθαρότητας. Στη σύνθεση υδροχλωρικής προκαΐνης, η θερμοκρασία αντίδρασης είναι {{0}} βαθμοί, η πίεση αντίδρασης είναι 1.5-2,0 atm και ο χρόνος αντίδρασης είναι 16-24 ώρες.
6.3. Προετοιμασία πειραματικής διάταξης και αντιδρώντων
Προετοιμάστε τον απαραίτητο πειραματικό εξοπλισμό και υλικά, όπως βραστήρα αντίδρασης, μαγνητικό αναδευτήρα, κάλυμμα αντιδραστήρα, σωλήνα κενού, σφραγιστικό, όργανο ζύγισης κ.λπ. Η εστεροποιημένη αλκοόλη και το οξύ που απαιτούνται για την αντίδραση αναμειγνύονται σύμφωνα με μια ορισμένη μοριακή αναλογία και διαλύονται σε κατάλληλη διαλυτικό μέσο.
6. 4. Αντίδραση εστεροποίησης
Χύστε τα αναμεμειγμένα αντιδρώντα σε ένα βραστήρα αντίδρασης, προσθέστε έναν καταλύτη εστεροποίησης σε θερμοκρασία δωματίου, στη συνέχεια θερμάνετε στη θερμοκρασία αντίδρασης και αναδεύστε. Τυπικά, μια μεγάλη ποσότητα αερίου παράγεται στην αρχή της αντίδρασης και χρησιμοποιείται ένας όξινος ροφητής για την απορρόφηση του οξέος και του νερού. Αφού ολοκληρώθηκε η αντίδραση, το διάλυμα της αντίδρασης ψύχθηκε σε θερμοκρασία δωματίου και το προϊόν εστεροποίησης διαχωρίστηκε με απόσταξη υπό κενό.
6.5. Βήματα επεξεργασίας παρακολούθησης
Αφού διαχωριστεί το προϊόν εστεροποίησης, απαιτούνται επακόλουθες επεξεργασίες που περιλαμβάνουν αποχρωματισμό, κρυστάλλωση και καθαρισμό. Συνήθως, το προϊόν εστεροποίησης διαλύεται σε οργανικό διαλύτη, αποχρωματίζεται με προσροφητικό ενεργού άνθρακα, στη συνέχεια κρυσταλλώνεται και καθαρίζεται και τέλος το προϊόν εξευγενίζεται με υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης (HPLC) και άλλες τεχνικές.
Αφού ολοκληρωθούν τα παραπάνω βήματα, μπορούν να ληφθούν ενώσεις εστέρα υδροχλωρικής προκαΐνης με υψηλότερη καθαρότητα. Αυτή η μέθοδος σύνθεσης μπορεί να προσφέρει ευκολία στην έρευνα της υδροχλωρικής προκαΐνης και μπορεί επίσης να παρέχει μια αναφορά για τη σύνθεση άλλων ενώσεων εστέρα.