Clorhidrat de procaină (hcl)este pulbere cristalină albă, inodoră, cu gust ușor amar, foarte solubilă în apă, ușor solubilă în etanol și cloroform. Greutatea moleculară a compusului este de 272,77 g/mol, punctul de topire este de 153-156 grade, iar punctul de fierbere este de 373,6 grade. De asemenea, cunoscut sub numele de Novocain. Este un compus organic folosit în medicină pentru a reduce durerea prin blocarea semnalelor nervoase. Datorită proprietăților chimice ale clorhidratului de procaină, are o gamă largă de aplicații în medicină și farmacie, dar are și multe proprietăți reactive.
pH-ul său este de obicei între 4.5-6. Acest pH este foarte important atât pentru stabilitatea lui, cât și pentru modul în care se comportă în organism. Este o substanță relativ moale, de obicei între duritatea molară 1-2. Aceasta înseamnă că suprafața sa este mai susceptibilă la zgârieturi și deteriorare. Conținutul de umiditate este foarte important pentru calitatea acestuia. Conținutul de umiditate prea mare și prea scăzut îi va afecta stabilitatea și activitatea. De obicei, conținutul său de umiditate ar trebui să fie între 1-2 procente .
Clorhidratul de procaină este un anestezic local care este, de asemenea, utilizat ca medicament fără prescripție medicală pentru a calma durerea ușoară, cum ar fi durerea de dinți. Este utilizat pe scară largă în industria medicală deoarece este un anestezic local sigur și eficient. Mai multe metode pentru sinteza clorhidratului de procaină vor fi discutate aici.
1. Reacția acidului para-aminobenzoic (PABA) și a dietilaminoetanolului:
Cea mai veche metodă de preparare a clorhidratului de procaină este de a reacționa PABA și dietilaminoetanol în condiții alcaline pentru a forma procaină. Această metodă a fost descoperită în 1905 de Ernest Fourneau și Pierre Refrain.
În primul rând, PABA este acidulat cu acid sulfuric concentrat pentru a forma amida corespunzătoare, iar apoi este reacţionat cu etilendiamină sub acţiunea hidroxidului de sodiu pentru a forma baza procaină. În cele din urmă, baza de procaină este neutralizată cu soluție de acid clorhidric pentru a obține clorhidrat de procaină.
2. Reacția Procainamidei și PABA:
Procainamida este un medicament psihotrop avansat obținut prin sulfonarea procainei. Prin urmare, procaina reacționează cu acidul p-toluensulfonic și H2SO4 pentru a genera 14-procainamidă metilată și reacționează cu PABA pentru a genera sare HCL.
3. Reacția procainei și acidului benzoic:
Clorhidratul de procaină poate fi preparat prin reacția de încălzire a procainei și acidului benzoic la 300 de grade.
4. Reacția dintre procaină și esterul etilic al acidului p-amino benzoic:
Reacționați procaina și esterul etilic al acidului p-amino benzoic în metanol, apoi utilizați soluție apoasă de acid clorhidric pentru a precipita ionii pentru a prepara direct clorhidratul de procaină.
5. Reacția etilendiaminei protejate cu BOC:
Etilendiamina protejată cu BOC poate reacționa cu PABA, poate efectua reacția de diazotizare în prezența bicarbonatului de sodiu, apoi poate reacționa cu procainamidă pentru a obține procaină și, în final, se poate transforma în clorhidrat de procaină.
5.1. Etilendiamina protejată cu OC este un compus pe bază de diamină cu formula chimică C6H14N2O2. Se prepară prin reacția etilendiaminei cu BOC-OSu (clorură de N-alcoxicalenil). Ecuația reacției este următoarea:
H2NCH2CH2NH2plus BOC-OSu → H2N(CH2)2NHBoc plus HCl plus CO2
Printre acestea, HCl și CO2 sunt produse secundare ale reacției, iar etilendiamina protejată cu BOC este produsul țintă.
5.2. Reacții cu clorhidrat de procaină:
Etilendiamina protejată cu BOC poate reacționa cu clorhidratul de procaină pentru a forma noi compuși cu activitate biologică mai mare. Ecuația reacției este următoarea:
H2N(CH2)2NHBoc plus C13H20N2O2Cl → C19H30N4O3plus HCl plus Boc-NH2
Printre ei, C19H30N4O3este produsul țintă și Boc-NH2 este produsul secundar al reacției.
5.3. Etape de reacție
(1) Se dizolvă etilendiamină protejată cu BOC în 5 ml de cloroform uscat, se adaugă 2,2 mmol AlMe3 și se agită ușor la temperatura camerei timp de 2 ore.
(2) Se dizolvă clorhidratul de procaină în 5 ml de cloroform uscat, se adaugă N,N-dimetilformamidă (DMF) și o soluție de hidroxid de sodiu (NaOH) 30% pentru a ajusta pH-ul la 9-10.
(3) Cele două sisteme de reacție de mai sus au fost amestecate și încălzite la 60 °C timp de 4 ore.
(4) După răcire, amestecul a fost spălat cu apă și transferat într-o pâlnie de separare.
(5) Se extrage faza organică cu cloroform de trei ori.
(6) Fazele organice au fost combinate şi uscate pe Na2S04 anhidru.
(7) Cloroformul a fost îndepărtat folosind un evaporator rotativ, iar reziduul a fost dizolvat într-o cantitate mică de cloroform și filtrat.
(8) Produsul a fost colectat și extras brut cu dietil eter, apoi spălat cu un amestec 70% apă-metanol (v/v).
(9) Solventul a fost îndepărtat folosind un evaporator rotativ, iar reziduul a fost uscat sub vid.
(10) Determinați proprietățile fizice și chimice ale produsului și detectați vârfurile de absorbție ale acestuia cu un spectrometru UV-Vis.
5.4. Concluzie:
Prin protejarea clorhidratului de procaină cu gruparea N-alcoxicarbenil și utilizarea etilendiaminei protejate cu BOC pentru a reacționa, pot fi preparați noi compuși cu activitate biologică mai mare. În timpul procesului de reacție, este necesar să se acorde atenție controlului condițiilor de reacție, inclusiv temperatura, valoarea pH-ului, timpul de reacție etc., pentru a asigura puritatea și randamentul produsului. Produsul poate fi identificat și analizat prin măsurarea proprietăților fizice și chimice ale produsului și detectarea vârfului său de absorbție cu un spectrometru ultraviolet-vizibil.
6. Metoda de esterificare:
Clorhidratul de procaină poate fi preparat prin metoda de esterificare. În primul rând, reacționează PABA cu anhidridă propanoică sau clorură de benzoil pentru a obține esterul metilic al procainei sau esterul benzilic al procainei. Ulterior, etilendiamina sau propilenglicolul este utilizat pentru a reacţiona cu esterul metilic al procainei sau esterul benzilic al procainei pentru a obţine baza de procaină. În cele din urmă, este neutralizat cu soluție de acid clorhidric pentru a prepara clorhidrat de procaină. Această metodă sintetică poate fi realizată prin următorii pași.
6.1. Determinarea selecției alcoolului și acidului pentru esterificare
În primul rând, trebuie selectat un alcool esterificat adecvat pentru reacția cu un acid. De obicei, gruparea hidroxil a alcoolului selectat este mai activă și mai ușor de reacționat cu acidul. În sinteza clorhidratului de procaină, alcoolul esterificat poate fi ales ca procainamidă, iar acidul poate fi ales ca acid dimetilcarbamic (DMAMC). Mecanismul reacției de esterificare este acela de a genera ester al acizilor grași prin reacția catalizată de acid a grupărilor hidroxil și carboxil.
6.2. Determinați condițiile de reacție
De obicei, reacția de esterificare trebuie efectuată la o anumită temperatură, presiune și timp de reacție, iar aceste condiții ar trebui determinate în timpul experimentului pentru a obține produse cu randament ridicat și puritate ridicată. În sinteza clorhidratului de procaină, temperatura de reacție este de {{0}} grade, presiunea de reacție este de 1,5-2,0 atm și timpul de reacție este de 16-24 ore.
6.3. Pregătirea configurației experimentale și a reactanților
Pregătiți echipamentele și materialele experimentale necesare, inclusiv ceaunul de reacție, agitatorul magnetic, capacul reactorului, tubul de vid, dispozitivul de etanșare, instrumentul de cântărire etc. solvent.
6. 4. Reacția de esterificare
Se toarnă reactanții amestecați într-un ibric de reacție, se adaugă un catalizator de esterificare la temperatura camerei, apoi se încălzește la temperatura de reacție și se agită. De obicei, la începutul reacției se produce o cantitate mare de gaz și se folosește un sorbent acid pentru a absorbi acidul și apa. După ce reacţia a fost finalizată, soluţia de reacţie a fost răcită la temperatura camerei şi produsul de esterificare a fost separat prin distilare în vid.
6.5. Urmărirea etapelor de procesare
După ce produsul de esterificare este separat, sunt necesare tratamente ulterioare, inclusiv decolorare, cristalizare și purificare. De obicei, produsul de esterificare este dizolvat într-un solvent organic, decolorat cu adsorbant de cărbune activ, apoi cristalizat și purificat, iar în final produsul este rafinat prin cromatografie lichidă de înaltă performanță (HPLC) și alte tehnici.
După finalizarea etapelor de mai sus, pot fi obținuți compuși esteri de clorhidrat de procaină cu puritate mai mare. Această metodă de sinteză poate aduce comoditate cercetării clorhidratului de procaină și poate oferi, de asemenea, o referință pentru sinteza altor compuși esteri.