康舒，周迎春，張煜明，尤敏杰，叢華鑫，商安東

（遼寧工業(yè)大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧錦州121001）

局部麻醉劑
——對(duì)氨基苯甲酸的合成研究

康舒，周迎春*，張煜明，尤敏杰，叢華鑫，商安東

（遼寧工業(yè)大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧錦州121001）

本文以對(duì)硝基苯甲酸和Na2S為原料，用還原技術(shù)合成對(duì)氨基苯甲酸。經(jīng)過(guò)加熱，冷卻，抽濾，重結(jié)晶等步驟得產(chǎn)品，通過(guò)測(cè)熔點(diǎn)的方法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行表征?？疾炝诉€原劑用量，溶劑用量，反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)溫度，結(jié)晶溶液pH值對(duì)其收率的影響。研究結(jié)果表明：當(dāng)對(duì)硝基苯甲酸與Na2S的摩爾配比為1∶2.0、對(duì)硝基苯甲酸與NaHCO3的摩爾配比為1∶3.0、反應(yīng)時(shí)間60℃、反應(yīng)溫度60min、結(jié)晶溶液pH值為5時(shí)，對(duì)氨基苯甲酸的收率較高。

對(duì)硝基苯甲酸；對(duì)氨基苯甲酸；硫化鈉；合成

對(duì)氨基苯甲酸是一種重要的化工、醫(yī)藥中間體，廣泛應(yīng)用于印染、合成等工業(yè)領(lǐng)域[1]。其在染料工業(yè)上用作活性染料和偶氮染料的中間體，用于生產(chǎn)活性紅M-10B，M-80，活性紅紫等染料[2]。對(duì)氨基苯甲酸可用作防曬劑[3]，對(duì)太陽(yáng)光的輻射有很好的防止作用。其最主要的應(yīng)用是它的各種酯及其衍生物是廣泛應(yīng)用的局部麻醉劑，局部麻醉劑的優(yōu)勢(shì)在于簡(jiǎn)便易行，患者可以保持清醒，對(duì)身體干擾小，并達(dá)到麻醉的目的。它減少了無(wú)數(shù)患者的病痛而家喻戶曉，成為全世界應(yīng)用最廣泛的藥物之一。傳統(tǒng)合成對(duì)氨基苯甲酸方法存在嚴(yán)重的污染和設(shè)備腐蝕問(wèn)題[4]，所以，隨著發(fā)展趨勢(shì)以及藥物市場(chǎng)的廣泛應(yīng)用，大家開(kāi)始關(guān)注對(duì)氨基苯甲酸的合成方法[5]。因此，尋找無(wú)污染、還原效果良好、操作簡(jiǎn)單的合成方法成為近年來(lái)人們所研究的重點(diǎn)課題。本文就對(duì)氨基苯甲酸的合成進(jìn)行了研究，并探討了對(duì)氨基苯甲酸適宜的合成條件[6]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 藥品及儀器

對(duì)硝基苯甲酸；Na2S；NaHCO3；HCl；HAc。

電子天平；有機(jī)儀器；電子恒溫水浴鍋；循環(huán)水式真空泵；電熱干燥箱；齊勒熔點(diǎn)測(cè)定管。

1.2 反應(yīng)原理

以對(duì)硝基苯甲酸和Na2S為原料，NaHCO3為溶劑，通過(guò)還原反應(yīng)完成對(duì)氨基苯甲酸的合成[7]。其反應(yīng)方程式如下：

1.3 對(duì)氨基苯甲酸的合成

在裝有溫度計(jì)、攪拌器、回流冷凝管，容量為250mL的三口瓶中，加入2.0g對(duì)硝基苯甲酸，攪拌下將5.76gNa2S·9H2O及適量NaHCO3配制成的100mL溶液滴加至反應(yīng)瓶中（15min加完）。加完后控制溫度在60℃，繼續(xù)反應(yīng)40min。反應(yīng)完畢，將溶液煮沸，除去生成的H2S后，過(guò)濾。濾液先用HCl調(diào)節(jié)pH值到7左右，再用冰醋酸調(diào)整到pH值到4.7～4.9。放置于冰浴中，冷卻析出淺黃色針狀晶體，過(guò)濾、干燥得粗產(chǎn)品。

將粗產(chǎn)物移至另一錐形瓶中，加入50mL去離子水，攪拌，冰水浴冷卻使結(jié)晶完全析出，抽濾，冷水洗滌，壓干濾餅，放入烘箱烘干，稱量，計(jì)算收率[8]。

用齊勒熔點(diǎn)測(cè)定管測(cè)定提取物的熔點(diǎn)，并與對(duì)氨基苯甲酸的熔點(diǎn)（187℃）進(jìn)行比較。

2 結(jié)果與討論

2.1 還原劑用量的影響

當(dāng)對(duì)硝基苯甲酸與NaHCO3的摩爾配比為1∶3.0，反應(yīng)時(shí)間為60min，反應(yīng)溫度為60℃，對(duì)硝基苯甲酸與Na2S的摩爾配比分別為：1∶1.0，1∶1.5，1∶2.0，1∶2.5，1∶3.0時(shí)，對(duì)氨基苯甲酸的收率見(jiàn)表1。

表1 還原劑用量對(duì)對(duì)氨基苯甲酸收率的影響Tab.1 Influence of the dosage of reducing agent on the amino acid yield

由表1可以得出，隨著Na2S用量的增加，對(duì)氨基苯甲酸收率先上升后下降，當(dāng)摩爾配比為1∶2.0時(shí)，產(chǎn)品的收率達(dá)到最大值為78.1%。由方程式可以看出對(duì)硝基苯甲酸與Na2S用量的理論比值為1∶1.5，為使對(duì)硝基苯甲酸反應(yīng)完全，因此，還原劑用量應(yīng)較理論值多一些。若硫化鈉用量過(guò)多，水解顯堿性，溶液pH過(guò)高，生成氧化偶氮及偶氮化合物等副產(chǎn)物的機(jī)會(huì)增加，導(dǎo)致收率降低。

2.2 溶劑用量的影響

當(dāng)對(duì)硝基苯甲酸與Na2S的摩爾配,1∶2.0，反應(yīng)時(shí)間為60min，反應(yīng)溫度為60℃，對(duì)硝基苯甲酸與NaHCO3的摩爾配比分別為：1∶2.0，1∶2.5，1∶3.0，1∶3.5，1∶4.0時(shí)，對(duì)氨基苯甲酸的收率見(jiàn)表2。

表2 溶劑用量對(duì)對(duì)氨基苯甲酸收率的影響Tab.2 Influence of the dosage of solvent on the amino acid yield

由表2可以得出，隨著NaHCO3用量的增加，對(duì)氨基苯甲酸的收率先增加后下降，當(dāng)摩爾配比為1∶3.0時(shí)，收率達(dá)到最大為77.6%。由于反應(yīng)過(guò)程中生成NaOH，使溶液的pH值增加，將發(fā)生雙分子還原生成氧化偶氮化合物等副產(chǎn)物。因此，加入適量的NaHCO3能中和生成的NaOH，減少副反應(yīng)的發(fā)生，從而提高產(chǎn)率；同時(shí)由于NaHCO3是強(qiáng)堿弱酸鹽，水解顯堿性，若過(guò)量加入同樣會(huì)使溶液pH值增加，副反應(yīng)增多，收率降低。

2.3 反應(yīng)時(shí)間的影響

當(dāng)對(duì)硝基苯甲酸與Na2S的摩爾配比為1∶2.0，反應(yīng)溫度為60℃，反應(yīng)時(shí)間分別為：20，40，60，80，90min時(shí)，對(duì)氨基苯甲酸的收率見(jiàn)表3。

表3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)對(duì)氨基苯甲酸收率的影響Tab.3 Influence of reaction time on the amino acid yield

由表3可以得出，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，對(duì)氨基苯甲酸收率先上升再下降，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為60min時(shí)，收率達(dá)到最大為72.9%。在還原反應(yīng)中，若反應(yīng)時(shí)間短，對(duì)硝基苯甲酸未充分反應(yīng)，產(chǎn)品收率低，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，反應(yīng)趨于完全。此時(shí)再增加反應(yīng)時(shí)間，會(huì)使反應(yīng)的逆向移動(dòng)，導(dǎo)致收率下降。

2.4 反應(yīng)溫度的影響

當(dāng)對(duì)硝基苯甲酸與Na2S的摩爾配比為1∶2.0，反應(yīng)時(shí)間為60min，反應(yīng)溫度分別為：40，50，60，70，80℃時(shí)，對(duì)安基苯甲酸的收率見(jiàn)表4。

表4 反應(yīng)溫度對(duì)對(duì)氨基苯甲酸收率的影響Tab.4 Influence of reaction temperature on the amino acid yield

由表4可以得出，當(dāng)反應(yīng)溫度為60℃時(shí)，對(duì)氨基苯甲酸的合成效果好，收率最高，能達(dá)76.3%。反應(yīng)初始溫度低，不利于分子內(nèi)氮氧鍵的斷裂，反應(yīng)進(jìn)行不完全，收率低。由于反應(yīng)放熱，隨著反應(yīng)的升溫，溫度有利于分子內(nèi)氮氧鍵的斷裂，但溫度過(guò)高不利于反應(yīng)的正向進(jìn)行，部分對(duì)氨基苯甲酸產(chǎn)品分解，副產(chǎn)物增加，從而影響收率。

2.5 結(jié)晶溶液pH的影響

當(dāng)對(duì)硝基苯甲酸與Na2S的摩爾配比為1∶2.0，反應(yīng)溫度為60℃，反應(yīng)時(shí)間為60min，結(jié)晶溶液pH值分別為：3，4，5，6，7時(shí)，對(duì)氨基苯甲酸的收率見(jiàn)表5。

表5 結(jié)晶溶液pH值對(duì)對(duì)氨基苯甲酸收率的影響Tab.5 Crystallization solution pH on the yield of amino acid

由表5可以得出，當(dāng)結(jié)晶溶液pH值為5時(shí)，對(duì)氨基苯甲酸的收率最高，達(dá)到69.8%。對(duì)氨基苯甲酸分子中既有氨基，又有羧基，是兩性物質(zhì)，本身能生成內(nèi)鹽。在水溶液中，對(duì)氨基苯甲酸二偶極離子既可以與一個(gè)結(jié)合成為正離子，又可以失去成為一個(gè)負(fù)離子。這3種離子在水溶液中通過(guò)得到或失去相互轉(zhuǎn)換同時(shí)存在，在pH值達(dá)到等電點(diǎn)（4.6～4.9）時(shí)溶液處于平衡，溶解度最小，易于與結(jié)晶，收率最高。

3 結(jié)論

以對(duì)硝基苯甲酸和Na2S為原料，采用還原技術(shù)合成對(duì)氨基苯甲酸的適宜條件為：對(duì)硝基苯甲酸與Na2S的摩爾配比為1∶2.0；對(duì)硝基苯甲酸與NaHCO3的摩爾配比為1∶3.0；反應(yīng)時(shí)間為60min；反應(yīng)溫度為60℃；結(jié)晶溶液pH值為5。

［1］柯偉.對(duì)氨基苯甲酸制造技術(shù)［J］.化學(xué)與粘合，1997,33（4）:230-232.

［2］胡建立.對(duì)氨基苯甲酸的合成研究［J］.染料化工，1999,36（1）: 41-43.

［3］高明勇.苯甲酸衍生物的合成［J］.染料與染色,2007,44（1）:45-49.

［4］黃文煥，學(xué)連海，王廣銓，等.對(duì)氨基苯甲酸合成新工藝的研究［J］.吉林化學(xué)院學(xué)報(bào)，2001,18（4）:1-3.

［5］秀杰，冀學(xué)時(shí)，孫洪遠(yuǎn)，等.對(duì)氨基苯甲酸合成方法改進(jìn)［J］.遼寧化工，2002，31（11）:467-468.

［6］義志中，梁奕昌，朱廣義.對(duì)氨基苯甲酸的合成研究進(jìn)展［J］.廣東工業(yè)大學(xué)分析測(cè)試中心，1997，4（4）:7-9.

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Study of synthesis of local anesthetics para aminobenzoic acid

KANG Shu，ZHOU Ying-chun，ZHANG Yu-ming，YOU Ming-jie，CONG Hua-xin，SHANG An-dong
（College of Chemical and Environment Engineering，Liaoning Institute of Technology，Jinzhou 12100，China）

Amino acid was synthesized by reduction technology with the nitro benzoic acid and sodium sulfide as raw material.After heating，cooling，filtering，heavy crystallization steps，the products were characterized by melting point measurement method.The dosage of reductant，dissolve of dosage，reaction time，reaction temperature，crystallization solution pH value were investigated on its yield.The results show that:When the p-nitrobenzoic acid and molar ratio of sodium sulfide was 1∶2.0，the p-nitrobenzoic acid and molar ratio of sodium bicarbonate was 1∶3.0，reaction temperature 60℃，reaction time 60min，the crystallization solution pH=5，yield of the amino acid was higher.

para nitrobenzoic acid；para aminobenzoic acid；sodium sulfide；synthesis

TQ246.37

A

1002-1124（2014）03-0067-03

2013-12-09

康舒（1991-），女，在讀本科。

周迎春（1962-），女，教授，博士，主要研究方向：納米材料和有機(jī)合成。