Prokain-hidroklorid (hcl)fehér kristályos por, szagtalan, enyhén keserű ízű, vízben nagyon jól, etanolban és kloroformban kevéssé oldódik. A vegyület molekulatömege 272,77 g/mol, olvadáspontja 153-156 fok, forráspontja 373,6 fok. Novocain néven is ismert. Ez egy szerves vegyület, amelyet a gyógyászatban használnak a fájdalom csökkentésére az idegi jelek blokkolásával. A prokain-hidroklorid kémiai tulajdonságai miatt széles körben alkalmazható az orvostudományban és a gyógyszerészetben, de számos reaktív tulajdonsága is van.
pH-értéke általában 4.5-6 között van. Ez a pH nagyon fontos mind stabilitása, mind a szervezetben való viselkedése szempontjából. Viszonylag lágy anyag, általában 1-2 moláris keménységű. Ez azt jelenti, hogy felülete érzékenyebb a karcolásokra és sérülésekre. A nedvességtartalom nagyon fontos a minősége szempontjából. A túl magas és túl alacsony nedvességtartalom befolyásolja stabilitását és aktivitását. Általában a nedvességtartalmának 1-2 százalék között kell lennie.
A prokain-hidroklorid egy helyi érzéstelenítő, amelyet vény nélkül kapható gyógyszerként is használnak enyhe fájdalom, például fogfájás enyhítésére. Széles körben használják az orvosi iparban, mivel biztonságos és hatékony helyi érzéstelenítő. A prokain-hidroklorid szintézisének számos módszerét tárgyaljuk itt.
1. Para-amino-benzoesav (PABA) és dietil-amino-etanol reakciója:
A prokain-hidroklorid legkorábbi előállítási módja a PABA és a dietil-amino-etanol lúgos körülmények közötti reakciója prokain képzése céljából. Ezt a módszert Ernest Fourneau és Pierre Refrain fedezte fel 1905-ben.
Először a PABA-t tömény kénsavval megsavanyítják, így a megfelelő amid keletkezik, majd nátrium-hidroxid hatására etilén-diaminnal reagáltatva prokainbázis keletkezik. Végül a prokainbázist sósavoldattal semlegesítjük, így prokain-hidrokloridot kapunk.
2. Prokainamid és PABA reakciója:
A prokainamid egy fejlett pszichotróp gyógyszer, amelyet prokain szulfonálásával nyernek. Ezért a prokain reakcióba lép a p-toluolszulfonsavval és H2SO4-tal, és 14-metilált prokainamidot hoz létre, és reagál PABA-val HCL-sót hozva létre.
3. Prokain és benzoesav reakciója:
A prokain-hidrokloridot prokain és benzoesav 300 fokos reakciójával állíthatjuk elő.
4. A prokain és a p-amino-benzoesav-etil-észter reakciója:
A prokaint és a p-amino-benzoesav-etil-észtert metanolban reagáltatjuk, majd vizes sósavoldattal csapjuk ki az ionokat, és közvetlenül prokain-hidrokloridot állítunk elő.
5. BOC-védett etilén-diamin reakciója:
A BOC-védett etilén-diamin reagálhat PABA-val, nátrium-hidrogén-karbonát jelenlétében diazotálási reakciót hajthat végre, majd prokainamiddal reagálva prokaint nyer, végül prokain-hidrokloriddá alakul.
5.1. Az OC-védett etilén-diamin egy diaminalapú vegyület, amelynek kémiai képlete C6H14N2O2. Úgy állítják elő, hogy etilén-diamint BOC-OSu-val (N-alkoxi-kalenil-klorid) reagáltatnak. A reakcióegyenlet a következő:
H2NCH2CH2NH2plusz BOC-OSu → H2N(CH2)2NHBoc plusz HCl plusz CO2
Közülük a HCl és a CO2 a reakció melléktermékei, a BOC-védett etilén-diamin pedig a céltermék.
5.2. Reakciók prokain-hidrokloriddal:
A BOC-védett etilén-diamin reakcióba léphet a prokain-hidrokloriddal, és új, nagyobb biológiai aktivitású vegyületeket képezhet. A reakcióegyenlet a következő:
H2N(CH2)2NHBoc plusz C13H20N2O2Cl → C19H30N4O3plusz HCl plusz Boc-NH2
Közülük C19H30N4O3a céltermék, és a Boc-NH2 a reakció mellékterméke.
5.3. Reakció lépései
(1) Oldjuk fel a BOC-védett etilén-diamint 5 ml vízmentes kloroformban, adjunk hozzá 2,2 mmol AlMe3-at, és óvatosan keverjük szobahőmérsékleten 2 órán át.
(2) Oldjuk fel a prokain-hidrokloridot 5 ml száraz kloroformban, adjunk hozzá N,N-dimetil-formamidot (DMF) és 30 százalékos nátrium-hidroxid (NaOH) oldatot, hogy a pH-t 9-10 értékre állítsuk.
(3) A fenti két reakciórendszert összekevertük és 4 órán át 60 ºC-on melegítettük.
(4) Lehűlés után az elegyet vízzel mossuk és választótölcsérbe visszük.
(5) A szerves fázist háromszor extraháljuk kloroformmal.
(6) A szerves fázisokat egyesítjük és vízmentes Na2S04 felett szárítjuk.
(7) A kloroformot rotációs bepárlóban eltávolítjuk, a maradékot kis mennyiségű kloroformban feloldjuk és szűrjük.
(8) A terméket összegyűjtjük és nyersen extraháljuk dietil-éterrel, majd 70%-os víz-metanol eleggyel (v/v) mossuk.
(9) Az oldószert rotációs bepárlóban eltávolítjuk, és a maradékot vákuumban szárítjuk.
(10) Határozza meg a termék fizikai és kémiai tulajdonságait, és határozza meg abszorpciós csúcsait UV-Vis spektrométerrel.
5.4. Következtetés:
A prokain-hidroklorid N-alkoxi-karbenil-csoporttal való védelmével és a BOC-védett etilén-diamin reagáltatásával új, nagyobb biológiai aktivitású vegyületek állíthatók elő. A reakció során ügyelni kell a reakciókörülmények szabályozására, beleértve a hőmérsékletet, a pH-értéket, a reakcióidőt stb., hogy biztosítsuk a termék tisztaságát és hozamát. A termék azonosítása és elemzése a termék fizikai és kémiai tulajdonságainak mérésével és abszorpciós csúcsának ultraibolya-látható spektrométerrel történő detektálásával lehetséges.
6. Észterezési módszer:
A prokain-hidroklorid észterezési módszerrel állítható elő. Először reagáltassa a PABA-t propánsav-anhidriddel vagy benzoil-kloriddal, hogy prokain-metil-észtert vagy prokain-benzil-észtert kapjon. Ezt követően etilén-diamint vagy propilénglikolt használnak a prokain-metil-észterrel vagy prokain-benzil-észterrel való reagáltatásra, hogy prokainbázist kapjanak. Végül sósavoldattal semlegesítik, így prokain-hidrokloridot állítanak elő. Ez a szintetikus módszer a következő lépésekkel valósítható meg.
6.1. Az észterezéshez használt alkohol és sav kiválasztásának meghatározása
Mindenekelőtt megfelelő észterezett alkoholt kell kiválasztani a savval való reakcióhoz. Általában a kiválasztott alkohol hidroxilcsoportja aktívabb és könnyen reagál a savval. A prokain-hidroklorid szintézisben az észterezett alkoholt prokainamidként, a savat pedig dimetil-karbaminsavként (DMAMC) választhatjuk. Az észterezési reakció mechanizmusa az, hogy a hidroxil- és karboxilcsoportok savkatalizált reakciója révén zsírsav-észter képződik.
6.2. Határozza meg a reakciókörülményeket
Általában az észterezési reakciót bizonyos hőmérsékleten, nyomáson és reakcióidő alatt kell végrehajtani, és ezeket a körülményeket a kísérlet során kell meghatározni, hogy nagy hozamú és nagy tisztaságú termékeket kapjunk. A prokain-hidroklorid szintézisben a reakció hőmérséklete {{0}} fok, a reakciónyomás 1.5-2,0 atm, a reakcióidő pedig 16-24 óra.
6.3. Kísérleti elrendezés és reagensek elkészítése
Készítse elő a szükséges kísérleti berendezéseket és anyagokat, beleértve a reakcióedényt, mágneses keverőt, reaktorfedelet, vákuumcsövet, tömítőanyagot, mérőműszert stb. A reakcióhoz szükséges észterezett alkoholt és savat meghatározott mólarányban összekeverjük, és megfelelő feloldjuk. oldószer.
6. 4. Észterezési reakció
Öntsük a kevert reagenseket egy reakcióedénybe, adjunk hozzá szobahőmérsékleten észterező katalizátort, majd melegítsük a reakció hőmérsékletére és keverjük. Jellemzően a reakció elején nagy mennyiségű gáz keletkezik, és a sav és a víz elnyelésére savas szorbenst használnak. A reakció befejeződése után a reakcióelegyet szobahőmérsékletre hűtjük, és az észterezési terméket vákuumdesztillációval elválasztjuk.
6.5. A feldolgozás nyomon követési lépései
Az észterezési termék elválasztása után további kezelésekre van szükség, beleértve a színtelenítést, a kristályosítást és a tisztítást. Általában az észterezési terméket szerves oldószerben oldják, aktív szén adszorbenssel színtelenítik, majd kristályosítják és tisztítják, végül a terméket nagy teljesítményű folyadékkromatográfiával (HPLC) és más technikákkal finomítják.
A fenti lépések befejezése után nagyobb tisztaságú prokain-hidroklorid-észter vegyületek állíthatók elő. Ez a szintézis módszer kényelmessé teheti a prokain-hidroklorid kutatását, és referenciaként szolgálhat más észtervegyületek szintéziséhez is.