药物合成反应实验指导

药物合成反应实验指导

黄石理工学院医学院

药学教研室

2009年7月

前 言

我国加入世界贸易组织（WTO）以来，制药行业迎来难得的发展机遇，也面临着前所未有的挑战。我国的药物研究正经历着一个从仿制为主到创制新药为主的历史性转变时期，如何抓住机遇，顺利实现这个历史性转变，关键在于创新型人才的培养。依据药物合成反应教学大纲的要求编定了本实验指导用书，目的是通过实验加深理解药物合成反应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改造与修饰的基本方法，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。

本实验指导适用于药学本科专业实验教学使用。

本实验指导用书是药学教研室教学经验的集体总结，限于水平，难免有误，我们要在使用过程中不断总结经验，收集反映，以便进一步修正提高。

2009年7月

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目 录

实验一 ··································································································································· 3

氯代叔丁烷的制备

实验二 ··································································································································· 7

对硝基苯甲酸的制备

实验三 ································································································································· 10

对甲苯胺的制备

实验四 ································································································································· 12

乙酰苯胺的制备

实验五 ································································································································· 14

呋喃丙烯酸的制备

实验六 ································································································································· 18

对硝基苯甲酸乙酯的制备

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实验一 氯代叔丁烷的制备

【实验目的】

了解叔醇的卤代反应机理、卤化剂的种类及特点 【实验原理】

CH3CH3

CH3HClCH3CClH2O

COHCH3CH3【实验器材】

250mL三颈瓶，100℃温度计，温度计套管，回流冷凝器 【实验方法】

1. 主要试剂及产物的物理常数

Bp Comp. 叔丁醇 氯代叔丁烷 MW 74.12 92.57 Mp(℃) (℃) 25.6 -26.5 82.41 51-52 0.785814 0.8434 1520Solubility D(g/mL) nD w 1.38468 1.3869 18ol ∞ ∞ eth ∞ ∞ ∞ 微 2. 操作步骤 在配有搅拌、温度计、回流冷凝器的250 mL的三颈瓶中，加入叔丁醇10 g、浓盐酸33 mL，开动搅拌，室温下反应1小时，静止分层，有机层以5 %碳酸氢钠洗涤两次（每次25 mL ），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。

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实验二 对硝基苯甲酸的制备

【实验目的】

了解氧化剂的种类、特点及反应条件。 【实验原理】

CH3COOKCOOHKMnO4H2OMnO2NO2HCl

NO2NO2

【实验器材】

250mL三颈瓶，200℃温度计，温度计套管，回流冷凝器 【实验方法】

1. 主要试剂及产物的物理常数 Bp Comp. 对硝基甲苯 高锰酸钾 对硝基苯甲酸 MW 137.13 158.04 167.12 Mp(℃) (℃) 53-54 <240d 242.4 238 1.2864 2.703 1.61 16Solubility D(g/mL) nD w 1.5382 1.59 - 7% - ol ∞ dec ∞ eth ∞ dec ∞ 2. 操作步骤 在装有搅拌、温度计、回流冷凝器的250 mL三颈瓶中，加入对硝基甲苯7 g、高锰酸钾10 g及水100 mL，开动搅拌，装上回流冷凝器，在沸水浴上加热至80℃反应1小时，加入高锰酸钾5 g，反应1小时后再加入高锰酸钾5 g，反应半小时后生温至水浴沸腾，继续反应直到高锰酸钾的颜色完全消失。冷却至室温，抽滤，20mL 水洗涤滤饼一次，滤液在搅拌下加浓盐酸10 mL酸化，待析出的沉淀冷却至室温后抽滤，水洗滤饼，抽干得产品，熔点：236-238℃，产品以乙醇为溶剂重结晶得精品熔点可达239℃。

【注意事项】

1． 注意控制反应温度，温度过高时对硝基甲苯易升华而结晶于冷凝器底部。

2．高锰酸根带有鲜红色，而生成的二氧化锰为黑色沉淀。

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实验三 对甲苯胺的制备

【实验目的】

1．掌握由芳香硝基化合物还原制备芳胺类化合物的原理和方法。 2．掌握用有机溶剂提取、分离有机化合物的操作方法。 【实验原理】

C H 3

C H3

F e NH 4Cl

N O 2

N H2

【实验器材】

250mL圆底烧瓶，100℃温度计，温度计套管，回流冷凝器 【实验方法】

在250ml三颈瓶中，分别安装搅拌器和回流冷凝器。瓶中加入28g铁粉（0.5mol）、3.5g氯化铵及80ml水。开动搅拌，在石棉网上用小火加热15分钟，移去火焰，稍冷后加入18g对硝基甲苯（约0.13mol），在搅拌下加热回流1.5小时。冷至室温后，加入5ml5％碳酸钠溶液和85ml甲苯，搅拌5分钟，以提取产物和未反应的原料。抽滤，除去铁屑，残渣用10ml甲苯洗涤。分出甲苯层后，水层依次用25、15、15ml甲苯萃取3次，合并甲苯层并用50、40、30ml5％盐酸萃取三次。合并盐酸液，在搅拌下往盐酸液中分批加入30ml20%氢氧化钠溶液。析出的粗对甲苯胺抽滤收集，用少量水洗涤。滤液用30ml甲苯萃取，将沉淀及甲苯萃取液倒入蒸馏瓶中，先在水浴上蒸去甲苯，再在石棉网上加热蒸馏；收集198～201℃的馏份，产量9~10g。冷却后得白色固体。熔点44～45℃。 【注意事项】

注意控制反应温度，温度过高时对硝基甲苯易升华而结晶于冷凝器底部。

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实验四 乙酰苯胺的制备

【实验目的】

了解酰化反应及酰化剂的特点。 【实验原理】

NH2

Ac2OH2ONHAcHOAc

【实验器材】

三颈瓶，100℃温度计，温度计套管，回流冷凝器，滴液漏斗 【实验方法】

1．主要试剂及产物的物理常数 Comp. 苯胺 乙酸酐 乙酰苯胺 MW 93.13 102.09 Mp(℃) -6.3 -73 Bp(℃) D(g/mL) 20 nD w 2018Solubility ol ∞ ∞ ∞ eth ∞ ∞ ∞ 184-186 1.0224139 1.5863 3.6 1.080 1.3716 20201.0804 1515 ∞ 135.16 113-115 304-305 1.2194 2．操作步骤

在250 mL的三颈瓶上配置搅拌、温度计、回流冷凝器及滴液漏斗，将10 mL苯胺及30 mL水加入反应瓶中，在搅拌下滴加14 mL乙酸酐，控制滴加速度以保证反应温度不超过40℃，滴加完毕于室温继续搅拌30分钟，停止搅拌。

室温下放置1小时，抽滤，以冷水洗涤滤饼至洗水呈中性，抽干，得乙酰苯胺粗品。 取乙酰苯胺粗品2g加入80mL水中，加入1粒沸石，加热至全溶后，稍冷，加入活性碳0.1g，继续加热回流10分钟。将反应液倒入烧杯中，冷却，待析晶完全后抽滤，干燥。测熔点、称重、计算收率。

【注意事项】

1． 称量试剂时，多余部分不要倒回试剂瓶，以防污染。可以倒给别的同学。尤其不能倒入下水道中！

2． 滴加乙酸酐速度不能过快，防止剧烈放热，使苯胺氧化，使产品变黄或变红。若温度高（>35℃）可以在水浴锅中倒入冷水冷却。

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实验五 呋喃丙烯酸的制备

【实验目的】

了解Knoevenagel反应的机理、应用及反应条件。 【实验原理】

COOHCH2COOHN

OCHOOCHCHCOOH

【实验器材】

50mL圆底烧瓶，100℃温度计，温度计套管，回流冷凝器 【实验方法】

1．主要试剂及产物的物理常数 Comp. 丙二酸 呋喃甲醛 吡啶 MW 104.06 96.08 79.10 Mp(℃) 135 -38.7 -42 141 Bp(℃) 140 161.7 115.5 286 D(g/mL) 1.6194 1.1594 201516nD 1.526 2520Solubility w 微 微 ∞ 15ol ∞ ∞ ∞ eth ∞ ∞ ∞ ∞ 0.98194 1.5067 呋喃丙烯酸 138.12 1g/500ml 溶 2．操作步骤

将呋喃甲醛4.9 g、丙二酸5.3 g，吡啶2.5 mL加入到50 mL的圆底烧瓶中，加装回流冷凝器，在沸水浴上加热反应2小时。冷却到室温后，将反应液转移到250 mL的烧杯中，加入50 mL水稀释，再加入浓氨水使反应物全部溶解，抽滤，少量水淋洗滤纸，合并滤液及洗液。

在搅拌下加稀盐酸（18%）调pH=3，待酸化液充分冷却后，抽滤，水洗滤饼两次（每次约20 mL），干燥后得呋喃丙烯酸粗品，乙醇重结晶可得精品，熔点：139-140℃。 【注意事项】

1. 本实验所用的原料应事先进行干燥处理。 2. 氨水的用量约10 mL。

3. 呋喃甲醛应该是无色液体，但由于易被氧化，时间常后常呈黄色或棕色。

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实验六 对硝基苯甲酸乙酯的制备

【实验目的】

1. 了解酯化反应的特点及反应条件。 2. 学习重结晶的操作。 【实验原理】

COOHCOOC2H5C2H5OHH2SO4H2ONO2

NO2

【实验器材】

100mL圆底瓶，温度计套管，回流冷凝器，常压蒸馏装置 【实验方法】

1．主要试剂及产物的物理常数 Comp. 对硝基苯甲酸 无水乙醇 对硝基苯甲酸乙酯 MW Mp (℃) Bp (℃) 238 D(g/mL) 1.58 0.789 1.61 nD 1.361 Solubility w ∞ - ol ∞ - ∞ eth ∞ ∞ ∞ 167.12 242 46.09 -114.1 78.5 195.17 57 2．操作步骤 于100 mL的圆底烧瓶中依次加入对硝基苯甲酸12 g、无水乙醇50 mL及浓硫酸6 mL，装上回流冷凝器在水浴上加热回流反应2小时，冷却至室温后，常压蒸出部分乙醇（约7-10 mL），将反应物倒入120 mL 冷水中，析出白色沉淀，抽滤，将滤饼转移到100 mL的烧杯中，加5%的碳酸钠溶液20 mL搅拌片刻，抽滤，水洗滤饼至洗水呈中性，抽干得产品，熔点：54-56℃。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ros3.html