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药物化学-实验指导

药物化学:实验指导:药物化学实验教学大纲(供药学专业本科使用)实验一 苯妥英钠的合成一、目的要求1.学习二苯羟乙酸重排反应机理。2.掌握用三氯化铁氧化的实验方法。二、实验内容1.联苯甲酰的制备2.苯妥英的制备3.苯妥英钠的制备三、预习要求1.预习苯妥英钠的结构特点及其理化性质。2.预习用三氯化铁氧化的实验方法。四、思考题1.试述二苯羟乙酸重排反应机理。2.试述苯妥英钠的精制原理。实验二 盐酸普鲁卡因的合成一、目的要求

药物化学实验教学大纲

(供药学专业本科使用)

实验一  苯妥英钠的合成

一、目的要求

1.学习二苯羟乙酸重排反应机理。

2.掌握用三氯化铁氧化的实验方法。

二、实验内容

1.联苯甲酰的制备

2.苯妥英的制备

3.苯妥英钠的制备

三、预习要求

1.预习苯妥英钠的结构特点及其理化性质。

2.预习用三氯化铁氧化的实验方法。

四、思考题

1.试述二苯羟乙酸重排反应机理。

2.试述苯妥英钠的精制原理。

实验二  盐酸普鲁卡因的合成

一、目的要求

1.通过盐酸普鲁卡因的合成,学习酯化、还原等单元反应。

2.掌握利用水和二甲苯共沸脱水的原理进行羧酸的酯化操作。

3.掌握水溶性大的盐类用盐析法进行分离及精制的方法。

二、实验内容

1.对-硝基苯甲酸-β-二乙胺基乙醇(俗称硝基卡因)的制备

2.对-氨基苯甲酸-β-二乙胺基乙醇酯的制备

3.盐酸普鲁卡因的制备

三、预习要求

1.预习共沸带水的原理。

2.预习硝基还原制成氨基的反应。

3.预习盐酸普鲁卡因合成的原理、性质、分解产物。

4.预习盐析的基本原理。

四、思考题

1.二甲苯在反应中起什么作用?

2.在铁粉还原过程中,为什么会发生颜色变化?

3.在盐酸普鲁卡因成盐和精制时,为什么要加入保险粉?

4.普鲁卡因化学稳定性如何?为什么?

 

实验三  磺胺醋酰钠的合成

一、目的要求

1.通过本实验,掌握磺胺类药物的一般理化性质,并掌握如何利用其理化性质的特点来达到分离提纯产品之目的。

2.通过本实验操作,掌握乙酰化反应的原理。

二、实验内容

1.磺胺醋酰的合成

2.磺胺醋酰的精制

3.磺胺醋酰钠的合成

三、预习要求

1.预习磺胺类药物的结构特点及其理化性质。

2.预习由胺类化合物和醋酐反应制备酰胺的基本原理。

3.预习抽滤、重结晶的实验操作。

四、思考题

1.试分析乙酰化反应的原理和特点。

2.试分析本反应可能产生哪些副产医学考研网物。

3.反应液处理时,pH7时析出的固体是什么?pH5时析出的固体是什么?在10%盐酸中不溶物是什么?为什么?

4.反应过程中,调节pH在12~13是非常重要的。若碱性过强,其结果是什么?若碱性过弱,其结果是什么?为什么?

5.磺胺类药物有哪些理化性质?在本实验中,是如何利用这些性质进行产品纯化的?

 

实验四  药学综合性、设计性实验

一、实验目的

1.培养学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力,并具备基本的科学研究的思路、方法和优良的科学作风以及相互协作的工作作风。

2.要求学生掌握阿司匹林合成工艺、剂型的制备工艺以及其原料与制剂的分析方法。

3.熟悉药学文献的查阅方法。

二、实验内容

1.学生设计由苯酚或苯、甲苯、水杨酸制备阿司匹林的合成方案。

2.分组讨论,设计合成路线。

3.分别展示小组设计的合成方案。每组展示完后,其他组的同学提出质疑,互相讨论,提出改进意见。

4.教师指导学生讨论方案的合理性,就其中关键性的问题点拨提问,就官能团的引入顺序和官能团的保护等达成一致,确定每组合成方案。

5.每组根据交流后修改的实验设计,进行实验。

三、预习要求

1.预习阿司匹林的性状、特点和化学性质。

2.预习相关反应的实验操作。

四、思考题

1.你设计的合成工艺依据是什么?

2.你设计的合成工艺有哪些注意事项?

3.你从实验中得到了哪些启示?


药物化学实验教学时数分配

(总学时:36)

顺序

内  容

学   时

1

绪论

2

中枢神经系统药物

12

3

外周神经系统药物

14

4

循环系统药物

5

消化系统药物

6

解热镇痛药和非甾体抗炎药

12

7

抗肿瘤药

8

抗生素

9

化学治疗药

10

10

利尿药及合成降血糖药物

11

激素

12

维生素

13

新药设计与开发


 

一、遵守实验室制度,维护实验室安全,不违章操作,严防爆炸、着火、中毒、触电、漏水等事故的发生。若发生事故应立即采取措施并报告指导教师。

二、实验前做好预习,明确实验内容,了解实验的基本原理和方法。

三、安排实验计划,争取准时结束。实验过程中应养成及时记录的习惯,凡是观察到的现象和结果及有关数据,应随时如实地记录。实验完毕,要认真进行总结,写好实验报告。

四、进入实验室必须穿工作服。实验过程中,不得随便离开。

五、实验室应保持整洁,与本次实验无关的物品不得放在台面。实验中废弃的固体物如药渣、滤纸等要放入废物桶中,易燃及易挥发的废液应倒入水槽中,并立即放水冲掉。

六、爱护仪器、节约药品。仪器损坏后应立即报损,填写报损单,由指导教师按规定处理。

七、实验过程中要节约用水、用电。

八、试剂、药品、公用器具使用后应立即放回原处。注意不要调错试剂瓶塞或滴管,以免污染药品。

九、实验完毕,值日生应将实验室打扫干净,倾倒废物桶,关好水、电、门、窗。


药物化学实验指导

(供药学专业本科使用)

实验一  苯妥英钠的合成

一、目的要求

1.学习二苯羟乙酸重排反应机理。

2.掌握用三氯化铁氧化的实验方法。

二、实验原理

苯妥英钠为抗癫痫药,适于治疗癫痫大发作,也可用于三叉神经痛及某些类型的心律不齐。苯妥英钠化学名为5,5-二苯基乙内酰脲,化学结构式为:

苯妥英钠为白色粉末,无臭,味苦。微有吸湿性,易溶于水,能溶于乙醇,

几乎不溶于乙醚和氯仿。

合成路线如下:

 


三、实验方法

1.原料与试剂

安息香  2.5g

FeCl3·6H2O   14g

冰醋酸  15ml

水适量

沸石 少许

尿素 0.7g

20%氢氧化钠 6ml

50%乙醇 10ml

活性炭  少许

10%盐酸 适量

氯化钠  适量

2.实验操作

(1)联苯甲酰的制备

在装有球形冷凝器的250ml圆底烧瓶中,依次加入FeCl3·6H2O14g,冰醋

酸15ml,水6ml及沸石一粒,在石棉网上直火加热沸腾5min。稍冷,加入安息香2.5g及沸石一粒,加热回流50min。稍冷,加水50ml及沸石一粒,再加热至沸腾后,将反应液倾入250ml烧杯中,搅拌,放冷,析出黄色固体,抽滤。结晶用少量水洗,干燥,得粗品,测熔点,mp.88~90℃,计算收率。

(2)苯妥英的制备

在装有球形冷凝器的100ml圆底烧瓶中,依次加入联苯甲酰2g,尿素0.7g,20%氢氧化钠6ml,50%乙醇10ml及沸石一粒,直火加热,回流反应30min,然后加入沸水60ml,活性炭0.3g,煮沸脱色10min,放冷,抽滤。滤液用10%盐酸调至pH6,放置析出结晶,抽滤。结晶用少量水洗,干燥,得粗品,计算收率。

(3)苯妥英钠的制备

将苯妥英粗品置于100ml烧杯中,按粗品与水为1∶4的比例加入水, 水浴加热至40℃,加入20%氢氧化钠至全溶,加活性炭少许,在搅拌下加热5min,趁热抽滤,滤液加氯化钠至饱和。放冷,析出结晶,抽滤,少量冰水洗涤,干燥,得苯妥英钠,称重,计算收率。

3.注意事项

[1]制备联苯甲酰时,直火加热至中沸,通过测定熔点控制质量。

[2]调节pH值要准确。

[3]制备钠盐时,要严格按比例加入水。

四、预习要求

1.预习苯妥英钠的结构特点及其理化性质。

2.预习用三氯化铁氧化的实验方法。

五、思考题

1.试述二苯羟乙酸重排反应机理。

2.试述苯妥英钠的精制原理。

实验二  盐酸普鲁卡因的合成

一、目的要求

1.通过盐酸普鲁卡因的合成,学习酯化、还原等单元反应。

2.掌握利用水和二甲苯共沸脱水的原理进行羧酸的酯化操作。

3.掌握水溶性大的盐类用盐析法进行分离及精制的方法。

二、实验原理

盐酸普鲁卡因为局部麻醉药,作用强,毒性低。临床上主要用于浸润、脊椎及传导麻醉。盐酸普鲁卡因化学名为4-氨基苯甲酸-2-(二乙氨基)乙酯盐酸盐,化学结构式为:

 


盐酸普鲁卡因为白色细微针状结晶或结晶性粉末,无臭,味微苦而麻。熔点153~157℃。易溶于水,溶于乙醇,微溶于氯仿,几乎不溶于乙醚。

 


合成路线如下:

三、实验方法

(一)对-硝基苯甲酸-β-二乙胺基乙醇(俗称硝基卡因)的制备

1.原料与试剂

对-硝基苯甲酸       20g

β-二乙胺基乙醇14.7g

二甲苯150ml

止爆剂 少许

3%盐酸140ml

2.实验操作

在装有温度计、分水器及回流冷凝器的500ml三颈瓶中,投入对-硝基苯甲酸20g、β-二乙胺基乙醇14.7g、二甲苯150ml及止爆剂,油浴加热至回流(注意控制温度,油浴温度约为180℃,内温约为145℃),共沸带水6h。撤去油浴,稍冷,将反应液倒入250ml锥形瓶中,放置冷却,析出固体。将上清液用倾泻法转移至减压蒸馏烧瓶中,水泵减压蒸除二甲苯,残留物以3%盐酸140ml溶解,并与锥形瓶中的固体合并,过滤,除去未反应的对-硝基苯甲酸,滤液(含硝基卡因)备用。

3.注意事项

[1]实验中所用药品和仪器应事先干燥。

[2]对-硝基苯甲酸应除尽。

(二)对-氨基苯甲酸-β-二乙胺基乙醇酯的制备

1.原料与试剂

20%氢氧化钠     适量

铁粉(活化)     47.0g

稀盐酸    适量

饱和硫化钠溶液适量

2.实验操作

将上步得到的滤液转移至装有搅拌器、温度计的500ml三颈瓶中,搅拌下用20%氢氧化钠调pH4.0~4.2。充分搅拌下,于25℃分次加入经活化的铁粉,反应温度自动上升,注意控制温度不超过70℃(必要时可冷却),待铁粉加毕,于40~45℃保温反应2h。抽滤,滤渣以少量水洗涤两次,滤液以稀盐酸酸化至pH5。滴加饱和硫化钠溶液调pH7.8~8.0,沉淀反应液中的铁盐,抽滤,滤渣以少量水洗涤两次,滤液用稀盐酸酸化至pH6。加少量活性炭,于50~60℃保温反应10min,抽滤,滤渣用少量水洗涤一次,将滤液冷却至10℃以下,用20%氢氧化钠碱化至普鲁卡因全部析出(pH9.5~10.5),过滤,得普鲁卡因,备用。

3.注意事项

[1]铁粉活化的方法是:取铁粉47g,加水100ml,浓盐酸0.7ml,加热至微沸,用水倾泻法洗至近中性,置水中保存待用。

[2]铁粉应分次加入。

(三)盐酸普鲁卡因的制备

1.原料与试剂

浓盐酸 适量

食盐(精制品)   适量

保险粉适量

乙醇      适量

2.实验操作

(1)成盐

将普鲁卡因置于烧杯中,慢慢滴加浓盐酸至pH5.5,加热至60℃,加精制食盐至饱和,升温至60℃,加入适量保险粉,再加热至65~70℃,趁热过滤,滤液冷却结晶,待冷至10℃以下,过滤,即得盐酸普鲁卡因粗品。

(2)精制

将粗品置烧杯中,滴加蒸馏水至维持在70℃时恰好溶解。加入适量的保险粉,于70℃保温反应10min,趁热过滤,滤液自然冷却,当有结晶析出时,外用冰浴冷却,使结晶析出完全。过滤,滤饼用少量冷乙醇洗涤两次,干燥,得盐酸普鲁卡因,mp.153~157℃,以对-硝基苯甲酸计算总收率。

3.注意事项

[1]所用仪器必须干燥。

[2]调节pH值要准确。

四、预习要求

1.预习共沸带水的原理。

2.预习硝基还原制成氨基的反应。

3.预习盐酸普鲁卡因合成的原理、性质、分解产物。

4.预习盐析的基本原理。

五、思考题

1.二甲苯在反应中起什么作用?

2.在铁粉还原过程中,为什么会发生颜色变化?

3.在盐酸普鲁卡因成盐和精制时,为什么要加入保险粉?

4.普鲁卡因化学稳定性如何?为什么?


 

实验三  磺胺醋酰钠的合成

一、目的要求

1.通过本实验,掌握磺胺类药物的一般理化性质,并掌握如何利用其理化性质的特点来达到分离提纯产品之目的。

2.通过本实验操作,掌握乙酰化反应的原理。

二、实验原理

 


三、实验方法

(一)磺胺醋酰的合成

1.原料与试剂

磺胺 17.2g

醋酐   13.6ml

22.5%氢氧化钠    22ml

77%氢氧化钠  12.5ml

2.实验操作

在装有搅拌、温度计和回流冷凝管的60ml的三颈瓶中投入磺胺17.2g及22.5%氢氧化钠溶液22ml,开动搅拌,于水浴上加热至50℃左右,待物料溶解后,滴加醋酐3.6ml,5min后滴加77%的氢氧化钠液2.5ml,并保持反应液pH在12~13之间,随后每隔5min交替滴加醋酐及氢氧化钠液,每次2ml,加料期间反应温度维持在50~55℃及pH12~13。加料毕,继续保温搅拌反应30min。将反应液转入100ml烧杯中,加水20ml稀释。

3.注意事项

[1]本实验中使用氢氧化钠溶液有多种不同的浓度,在实验中切勿用错。

[2]滴加醋酐和氢氧化钠溶液是交替进行,每滴完一种溶液后,让其反应5min后,再滴加另一种溶液。滴加是用玻璃吸管加入,滴加速度以液滴一滴一滴滴下为宜。

[3]反应中保持反应液pH在12~13之间很重要,否则收率将会降低。

(二)磺胺醋酰的精制

1.原料与试剂

浓盐酸   适量

10%盐酸    适量

40%氢氧化钠  适量

2.实验操作

将上步所得反应液用浓盐酸调pH至7,于冰浴中放置1~2h,冷却析出固体。抽滤固体,用适量冰水洗涤。洗液与滤液合并后用浓盐酸调pH至4~5,滤取沉淀压干。沉淀用3倍量的10%盐酸溶解,放置30min,抽滤除去不溶物,滤液加少量活性炭室温脱色后,用40%氢氧化钠溶液调pH至5,析出磺胺醋酰,抽滤,于红外灯下干燥得到。mp.179~184℃,若熔点不合格,可用热水(1∶15)精制。

3.注意事项

[1]在pH7时析出的固体不是产物,应弃取。产物在滤液中。

[2]在pH4~5析出的固体是产物。

[3]在本实验中,溶液pH的调节是反应能否成功的关键,应注意控制。

(三)磺胺醋酰钠的合成

1.原料与试剂

磺胺醋酰(自制)  上步得量

40%氢氧化钠溶液  适量

2.实验操作

将以上所得的磺胺醋酰投入50ml烧杯中,滴加少量水润湿(<0.5ml)。于水浴上加热至90℃,滴加40%氢氧化钠至恰好溶解,溶液pH为7~8,趁热抽滤,滤液转至小烧杯中放冷析出结晶,抽滤,干燥,得磺胺醋酰钠。

3.注意事项

[1]加入水的量以使磺胺醋酰略湿即可。0.5ml较难掌握,可适当多加入一些(1ml左右),在析晶时再蒸发去一些水分。

[2]此步须趁热过滤。

四、预习要求

1.预习磺胺类药物的结构特点及其理化性质。

2.预习由胺类化合物和醋酐反应制备酰胺的基本原理。

3.预习抽滤、重结晶的实验操作。

五、思考题

1.试分析乙酰化反应的原理和特点。

2.试分析本反应可能产生哪些副产物。

3.反应液处理时,pH7时析出的固体是什么?pH5时析出的固体是什么?在10%盐酸中不溶物是什么?为什么?

4.反应过程中,调节pH在12~13是非常重要的。若碱性过强,其结www.med126.com/sanji/果是什么?若碱性过弱,其结果是什么?为什么?

5.磺胺类药物有哪些理化性质?在本实验中,是如何利用这些性质进行产品纯化的?


 

实验四  药学综合性、设计性实验

一、实验目的

1.培养学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力,并具备基本的科学研究的思路、方法和优良的科学作风以及相互协作的工作作风。

2.要求学生掌握阿司匹林合成工艺、剂型的制备工艺以及其原料与制剂的分析方法。

3.熟悉药学文献的查阅方法。

二、实验原理

将药物化学、药物分析、药剂学三门学科综合起来,先从查阅文献入手,自行设计药物合成路线。设计完成后,对实验原理、实验内容、操作步骤、实验中可能存在的问题以及所需的各种仪器和试剂进行课堂讨论,由教师及时引导、给予提示。然后,根据实验室现有的条件,确定最终实验方案,由学生自己准备实验,按照方案完成实验,以论文形式撰写实验报告。

三、实验内容

1.学生设计由苯酚或苯、甲苯、水杨酸制备阿司匹林的合成方案。

2.分组讨论,设计合成路线。

3.分别展示小组设计的合成方案。每组展示完后,其他组的同学提出质疑,互相讨论,提出改进意见。

4.教师指导学生讨论方案的合理性,就其中关键性的问题点拨提问,就官能团的引入顺序和官能团的保护等达成一致,确定每组合成方案。

5.每组根据交流后修改的实验设计,进行实验。

实验材料与设备

1.实验材料:苯酚、苯、甲苯、水杨酸、醋酐、浓硫酸、硫酸氢钠、乙醇、乙酸乙酯、氢氧化钠、维生素C

2.仪器与设备:水浴锅、油浴锅、电炉、电热套、电磁搅拌器

四、预习要求

1.预习阿司匹林的性状、特点和化学性质。

2.预习相关反应的实验操作。

五、思考题

1.你设计的合成工艺依据是什么?

2.你设计的合成工艺有哪些注意事项?

3.你从实验中得到了哪些启示?

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