chlorowodorek prokainy(hcl)to biały krystaliczny proszek, bezwonny, o lekko gorzkim smaku, bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie, słabo rozpuszczalny w etanolu i chloroformie. Masa cząsteczkowa związku wynosi 272,77 g/mol, temperatura topnienia to 153-156 stopień, a temperatura wrzenia to 373,6 stopnia. Znany również jako Novocain. Jest związkiem organicznym stosowanym w medycynie do zmniejszania bólu poprzez blokowanie sygnałów nerwowych. Ze względu na właściwości chemiczne chlorowodorku prokainy ma on szerokie zastosowanie w medycynie i farmacji, ale posiada również wiele właściwości reaktywnych.
Jego pH wynosi zazwyczaj od 4,5-6. To pH jest bardzo ważne zarówno dla jego stabilności, jak i zachowania się w organizmie. Jest to stosunkowo miękka substancja, zwykle o twardości pomiędzy 1-2 molowymi. Oznacza to, że jego powierzchnia jest bardziej podatna na zarysowania i uszkodzenia. Zawartość wilgoci jest bardzo ważna dla jej jakości. Zbyt wysoka i zbyt niska zawartość wilgoci wpłynie na jej stabilność i aktywność. Zwykle jego wilgotność powinna wynosić od 1-2 procent .
Chlorowodorek prokainy to miejscowy środek znieczulający, który jest również stosowany jako lek dostępny bez recepty w celu łagodzenia łagodnego bólu, takiego jak ból zęba. Jest szeroko stosowany w branży medycznej, ponieważ jest bezpiecznym i skutecznym środkiem miejscowo znieczulającym. Omówionych zostanie kilka metod syntezy chlorowodorku prokainy.
1. Reakcja kwasu paraaminobenzoesowego (PABA) i dietyloaminoetanolu:
Najwcześniejszą metodą wytwarzania chlorowodorku prokainy jest reakcja PABA i dietyloaminoetanolu w warunkach alkalicznych w celu wytworzenia prokainy. Metodę tę odkryli w 1905 roku Ernest Fourneau i Pierre Refrain.
Najpierw PABA zakwasza się stężonym kwasem siarkowym z wytworzeniem odpowiedniego amidu, a następnie poddaje się go reakcji z etylenodiaminą pod działaniem wodorotlenku sodu z wytworzeniem zasady prokainowej. Na koniec zasadę prokainy neutralizuje się roztworem kwasu chlorowodorowego w celu uzyskania chlorowodorku prokainy.
2. Reakcja prokainamidu i PABA:
Prokainamid to zaawansowany lek psychotropowy otrzymywany w wyniku sulfonowania prokainy. Dlatego prokaina reaguje z kwasem p-toluenosulfonowym i H2SO4, tworząc 14-metylowany prokainamid, i reaguje z PABA, tworząc sól HCL.
3. Reakcja prokainy i kwasu benzoesowego:
Chlorowodorek prokainy można wytworzyć przez reakcję ogrzewania prokainy i kwasu benzoesowego w temperaturze 300 stopni.
4. Reakcja prokainy z estrem etylowym kwasu p-aminobenzoesowego:
Poddaj reakcji prokainę i ester etylowy kwasu p-aminobenzoesowego w metanolu, a następnie użyj wodnego roztworu kwasu chlorowodorowego do wytrącenia jonów w celu bezpośredniego przygotowania chlorowodorku prokainy.
5. Reakcja etylenodiaminy zabezpieczonej BOC:
Zabezpieczona BOC etylenodiamina może reagować z PABA, przeprowadzać reakcję diazowania w obecności wodorowęglanu sodu, następnie reagować z prokainamidem, otrzymując prokainę, a na końcu przekształcać się w chlorowodorek prokainy.
5.1. OC-zabezpieczona etylenodiamina jest związkiem na bazie diaminy o wzorze chemicznym C6H14N2O2. Otrzymuje się go w reakcji etylenodiaminy z BOC-OSu (chlorkiem N-alkoksykalenylu). Równanie reakcji jest następujące:
H2NCH2CH2NH2plus BOC-OSu → H2N(CH2)2NHBoc plus HCl plus CO2
Wśród nich HCl i CO2 są produktami ubocznymi reakcji, a produktem docelowym jest etylenodiamina zabezpieczona BOC.
5.2. Reakcje z chlorowodorkiem prokainy:
Zabezpieczona BOC etylenodiamina może reagować z chlorowodorkiem prokainy, tworząc nowe związki o wyższej aktywności biologicznej. Równanie reakcji jest następujące:
H2N(CH2)2NHBoc plus C13H20N2O2Cl → C19H30N4O3plus HC1 plus Boc-NH2
Wśród nich Cz19H30N4O3jest produktem docelowym, a Boc-NH2 jest produktem ubocznym reakcji.
5.3. Kroki reakcji
(1) Rozpuścić etylenodiaminę zabezpieczoną BOC w 5 ml suchego chloroformu, dodać 2,2 mmol AlMe3 i delikatnie mieszać w temperaturze pokojowej przez 2 godziny.
(2) Rozpuścić chlorowodorek prokainy w 5 ml suchego chloroformu, dodać N,N-dimetyloformamid (DMF) i 30-procentowy roztwór wodorotlenku sodu (NaOH) w celu doprowadzenia pH do 9-10.
(3) Powyższe dwa układy reakcyjne mieszano i ogrzewano w temperaturze 60°C przez 4 godziny.
(4) Po ochłodzeniu mieszaninę przemyto wodą i przeniesiono do rozdzielacza.
(5) Trzykrotnie ekstrahować fazę organiczną chloroformem.
(6) Fazy organiczne połączono i wysuszono nad bezwodnym Na2SO4.
(7) Chloroform usunięto na wyparce obrotowej, a pozostałość rozpuszczono w małej ilości chloroformu i przesączono.
(8) Produkt zebrano i surowo ekstrahowano eterem dietylowym, następnie przemyto 70% mieszaniną woda-metanol (obj./obj.).
(9) Rozpuszczalnik usunięto na wyparce obrotowej, a pozostałość wysuszono pod zmniejszonym ciśnieniem.
(10) Określ właściwości fizyczne i chemiczne produktu i wykryj piki jego absorpcji za pomocą spektrometru UV-Vis.
5.4. Wniosek:
Zabezpieczając chlorowodorek prokainy grupą N-alkoksykarbenylową i stosując do reakcji etylenodiaminę zabezpieczoną BOC, można otrzymać nowe związki o wyższej aktywności biologicznej. Podczas procesu reakcji należy zwrócić uwagę na kontrolę warunków reakcji, w tym temperatury, wartości pH, czasu reakcji itp., aby zapewnić czystość i wydajność produktu. Produkt można zidentyfikować i przeanalizować, mierząc właściwości fizyczne i chemiczne produktu oraz wykrywając jego pik absorpcji za pomocą spektrometru w świetle ultrafioletowym.
6. Metoda estryfikacji:
Chlorowodorek prokainy można otrzymać metodą estryfikacji. Najpierw poddaj PABA reakcji z bezwodnikiem propanowym lub chlorkiem benzoilu, aby otrzymać ester metylowy prokainy lub ester benzylowy prokainy. Następnie etylenodiaminę lub glikol propylenowy poddaje się reakcji z estrem metylowym prokainy lub estrem benzylowym prokainy w celu uzyskania zasady prokainy. Na koniec jest neutralizowany roztworem kwasu solnego w celu przygotowania chlorowodorku prokainy. Ta syntetyczna metoda może być zrealizowana w następujących krokach.
6.1. Określenie doboru alkoholu i kwasu do estryfikacji
Przede wszystkim należy dobrać odpowiedni zestryfikowany alkohol do reakcji z kwasem. Zwykle grupa hydroksylowa wybranego alkoholu jest bardziej aktywna i łatwo reaguje z kwasem. W syntezie chlorowodorku prokainy zestryfikowany alkohol można wybrać jako prokainamid, a kwas jako kwas dimetylokarbaminowy (DMAMC). Mechanizm reakcji estryfikacji polega na wytworzeniu estrów kwasów tłuszczowych poprzez katalizowaną kwasem reakcję grup hydroksylowych i karboksylowych.
6.2. Określ warunki reakcji
Zwykle reakcja estryfikacji musi być prowadzona w określonej temperaturze, ciśnieniu i czasie reakcji, a warunki te powinny być określone podczas eksperymentu, aby otrzymać produkty o wysokiej wydajności i wysokiej czystości. W syntezie chlorowodorku prokainy temperatura reakcji wynosi {{0}} stopni, ciśnienie reakcji wynosi 1,5-2,0 atmosfer, a czas reakcji wynosi 16-24 godzin.
6.3. Przygotowanie zestawu doświadczalnego i reagentów
Przygotuj niezbędny sprzęt i materiały eksperymentalne, w tym kocioł reakcyjny, mieszadło magnetyczne, pokrywę reaktora, rurkę próżniową, uszczelniacz, wagę itp. Zestryfikowany alkohol i kwas wymagane do reakcji miesza się zgodnie z określonym stosunkiem molowym i rozpuszcza w odpowiednim rozpuszczalnik.
6. 4. Reakcja estryfikacji
Wlać zmieszane reagenty do kotła reakcyjnego, dodać katalizator estryfikacji w temperaturze pokojowej, następnie ogrzać do temperatury reakcji i mieszać. Zwykle na początku reakcji wytwarzana jest duża ilość gazu, a kwasowy sorbent jest używany do absorbowania kwasu i wody. Po zakończeniu reakcji roztwór reakcyjny ochłodzono do temperatury pokojowej i produkt estryfikacji oddzielono przez destylację próżniową.
6.5. Kolejne kroki przetwarzania
Po oddzieleniu produktu estryfikacji wymagana jest kolejna obróbka obejmująca odbarwianie, krystalizację i oczyszczanie. Zwykle produkt estryfikacji rozpuszcza się w rozpuszczalniku organicznym, odbarwia adsorbentem z węglem aktywnym, następnie krystalizuje i oczyszcza, a na koniec produkt rafinuje się za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) i innych technik.
Po zakończeniu powyższych etapów można otrzymać związki estru chlorowodorku prokainy o wyższej czystości. Ta metoda syntezy może przynieść wygodę w badaniach chlorowodorku prokainy, a także może stanowić odniesienie do syntezy innych związków estrowych.