实验三磺胺醋酰钠和合成.doc

实验三 磺胺醋酰钠(Sulfacetamide Sodium )的合成一、实验目的1. 通过磺胺醋酰钠的合成，了解用控制 pH、温度等反应条件纯化产品的方法2. 加深对磺胺类药物一般理化性质的认识二、实验原理磺胺醋酰钠用于治疗结膜炎、沙眼及其它眼部感染磺胺醋酰钠化学名为N-[( 4-氨基苯基)-磺酰基卜乙酰胺钠-水合物，化学结构式为：nh2).H2OSO2NCOCH3Na磺胺醋酰钠为白色结晶性粉末；无臭味，微苦易溶于水，微溶于乙醇、丙 酮合成路线如下：NH26+ (CH3CO)2ONaOH pH12-13NH2SO2NH2SO2NCOCH3NaHCIpH4-5NH20NaOHpH7-8SO2NHCOCH3SO2NCOCH3Na三、主要实验仪器和药品表一所用的玻璃仪器及规格玻璃仪器名称规格数量三颈烧瓶100ml1球形冷凝管1温度计100 C1量筒5ml250ml2胶头滴管1ml2烧杯50ml3250ml41000ml1玻璃棒3表面皿1布氏漏斗1抽滤瓶500ml1表二 所用的试剂及规格药品名称药品厂家药品规格药品用量磺胺天津市北联精细化学品开发有限公司含量不少于17.2g99.5%氢氧化钠上海试剂总厂含量不少于96.0%乙酸酐广东汕头市西陇化工厂含量不少于99.5%13.6ml浓盐酸上海成海化学工业有限公司36%~38%活性炭表三所用的设备型号及规格设备名称设备规格设备厂家集热式恒温加热磁力搅拌器DF-101S郑州长城科工贸有限公司电子天平赛多利斯科学仪器（北京）有限公司电热恒温鼓风干燥箱DHG-9053A上海精宏实验设备有限公司子华牌循环水真空泵SHZ-D 川巩义市予华仪器有限责任公司真空干燥箱DZF-6020 型上海精宏实验设备有限公司X-4显微熔点仪SGWX-4 上海精密科学仪器有限公司四、实验步骤（一）磺胺醋酰的制备1、在装有搅拌子，球形冷凝管及温度计的100 mL三颈瓶中，依次加入转子 磺胺17.2 g , 22.5%氢氧化钠水溶液22 mL ,于水浴上加热至50 C左右。

实验装置如下图所示图一磺胺醋酰制备装置图2、 待磺胺溶解后，分次加入醋酐13.6 mL , 77% 氢氧化钠12.5 mL （首先， 加入醋酐3.6 mL，77%氢氧化钠2.5 mL ;随后，每次间隔5 min，将剩余的 77%氢氧化钠和醋酐分 5次交替加入，每次2ml ）加料期间反应温度维持在 50~55 C；并保持反应液的pH在12~13之间,加料完毕继续保持此温度反应 30 min反应完毕应该为透明的溶液如果 PH过高，则有固形物，可能为磺 胺双钠，在下述调节PH至7的过程中发现固形物先溶解，而后在 pH接近7 的时候又析出固体丄3、 反应完毕，停止搅拌，将反应液倾入 250 mL烧杯中，4、 加入20 mL水稀释，于冷水浴（用1000ml大烧杯装适量自来水）中用 36%盐酸调至pH为7,放置30 min，并不时搅拌以加速固体析出，抽滤， 滤饼（磺胺）弃去5、 滤液用36%盐酸调至pH为4~5，此时又有固体析出，再次抽滤，滤 饼（磺胺醋酰和双乙酰化合物的混合物）压紧抽干，得黄色粉末6、 用3倍量（3 mL / g ） 10% 盐酸（座即10mL36 %的浓盐酸加 90ml水） 溶解得到的黄色粉末，不时搅拌，尽量使单乙酰物成盐酸盐溶解，放置一段时 间后，抽滤除不溶物（双乙酰化物）。

7、 滤液加少量活性碳50~60 C加热脱色10 min，抽滤8、 滤液用40%氢氧化钠调至pH 5，析出黄色固体（磺胺醋酰），抽滤，压 干置于真空干燥箱中干燥，并测其熔点（mp.179~184 C）二）磺胺醋酰钠的制备将磺胺醋酰置于50 mL烧杯中，于90 C热水浴上滴加计算量的20%氢氧 化钠至固体恰好溶解，放冷，有结晶析出（磺胺醋酰钠），抽滤（用丙酮转移）， 滤饼压干，置于真空干燥箱中干燥至衡量，计算收率注释：1. 在反应过程中交替加料很重要，以使反应液始终保持一定的 pH值（pH12~13 ）否则收率会降低2. 按实验步骤严格控制每步反应的pH值，以利于除去杂质3. 将磺胺醋酰制成钠盐时，应严格控制 20% NaOH溶液的用量，按计算 量滴加NH2NH2"+NaOHI- 1 +H2OSQNHCOCH3SQNCOCF321440Na12.5X214： 40= 12.5： X X=2.3 g由计算可知需2.3 g NaOH，即滴加20% NaOH 11.5 mL 便可因磺胺醋 酰钠水溶性大，由磺胺醋酰制备其钠盐时若 20% NaOH的量多于计算量，则损 失很大必要时可加少量丙酮，以使磺胺醋酰钠析出。

五、实验注意事项1 •试验中用到的氢氧化钠溶液有多种不同得浓度，切勿用错，否则会导致实验失败氢氧化钠溶液是质量体积分数，比如： 40%得氢氧化钠为40g氢氧化钠加水定容至100ml所得到得溶液2 •交替滴加醋酐和氢氧化钠溶液，每滴完一种，让其反应 5min后，再滴加另一种溶液，用玻璃管滴加，速度以一滴一滴滴下为宜3 •本实验中，pH的调剂是反应能否成功得关键4. 第一步请严格按照加料顺序和加料量一般都会保持 pH =12~13.六，试验现象和记录表四实验现象记录和分析操作步骤观察到的现象现象解释加入磺胺和磺胺全部溶解，溶液颜色为淡磺胺为白色晶体22%的氢氧化黄色钠溶液水浴加热至溶液呈淡黄色50 C ,加入乙酸酐3.6ml 和 77%的氢氧化钠2.5ml溶液由淡黄色变为亮黄色， 温度升到80 C加入氢氧化钠会反应放热，所以应调低水 浴锅温度或者将三颈瓶升高， 置于水面上，避免温度骤升而增加副产物的量间隔5min交替加入乙酸酐和77%氢氧化 钠第一次：加入乙酸酐，生成乳 黄色糊状物，间隔5min后， 加入氢氧化钠，糊状物变为亮 黄色，随后溶解乳黄色糊状物可能是磺胺，因为磺胺的PKa值最高，加入乙酸酐溶液之前溶液为 碱性，加入乙酸酐后， PH降低，磺胺最先析出。

加入氢氧化钠， PH升咼，析出的磺胺再次溶解第二次：加入乙酸酐，生成乳 黄色糊状物，间隔5min后， 加入氢氧化钠，糊状物溶解， 溶液呈淡黄色第三次：加入乙酸酐，无糊状 物生成，溶液呈黄色，随后溶 液变浑浊，乳黄色糊状物生成随着氢氧化钠的滴入，糊状物 逐渐溶解，完全溶解后，溶液 呈黄色第四次的现象与第三次相同上PH下降至5，加入2ml氢氧加入乙酸酐后pH降到5，会有双乙酰化物生成化钠将PH调至11-12之间第五次：加入乙酸酐后，溶液呈黄色，无糊状物生成PH下 降至5，加入2ml氢氧化钠将PH调至11-12 之间同上加料完毕继续加热30min溶液呈淡黄色加水20ml稀有乳黄色晶体析出磺胺的PKa值最高，加水稀释，pH下降，释磺胺开始析出冷水浴中用36%盐酸调至PH=7更多晶体析出PH=7 ， 析出的晶体为磺胺抽滤滤渣为乳白色，滤液为亮黄色滤渣为磺酸，弃去，滤液含磺胺醋酰和双 乙酰化物滤液用36%有乳白色固体析出，溶液为淡析出的磺胺醋酰和双乙酰化物的混合物盐酸调至pH4~5黄色抽滤收集滤渣，弃去滤液得到乳白色的磺胺醋酰和双乙酰化物固体用10%盐酸溶解白色固体固体部分溶解，溶液呈淡黄色溶解的是磺胺醋酰，不容的是双乙酰化物抽滤滤渣、滤液均为淡黄色滤液，弃去滤渣少量活性炭加脱色后溶液仍为淡黄色活性炭脱色效果不佳热脱色10mi n抽滤滤液仍为淡黄色过滤除去活性炭滤液用40%，溶液开始时为淡黄色，滴加洗出的固体微磺胺醋酰氢氧化钠调NaOH后，变为亮黄色，PHPH至5为5时有黄色淡固体析出抽滤得到淡黄色固体，黏在滤纸上干燥得到淡黄色磺胺醋酰粉末90 C热水浴中加热时溶液为亮黄色，放冷，加热制得磺胺醋酰钠的饱和水溶液 ，防滴加计算量的有亮黄色的固体析出风，溶解度减小磺胺醋酰钠固体析出20%氢氧化钠抽滤，干燥得到亮黄色固体得到的固体为磺胺醋酰钠七、实验结果与分析表五实验结果记录药物名称质量/g熔点厂c磺胺醋酰3.202179磺胺醋酰钠制得的磺胺醋酰为3.202g，取出0.031g来测其熔点，测得的熔点为179 C。

剩余3.171g用来制备磺胺醋酰钠加入的氢氧化钠为计算量的，从反应方程式 中各物材料的摩尔比，可看出磺胺醋酰钠的理论产量可直接用磺胺醋酰计算磺 胺醋酰的相对分子质量为214g/mol ，磺胺醋酰钠的相对分子质量为236g/mol ， 磺胺醋酰钠的理论产量为；3.171/214*236=3.497g磺胺醋酰钠的产率为结果分析(1) 间隔5 min分次加入醋酐和77%氢氧化钠，每次2ml时要求加料期间反 应温度维持在50~55 C；并保持反应液的pH在12~13之间，实际操作时第一次 加入氢氧化钠后由于反应放热，温度飙到了将近 80 C第四次和第五次加入醋 酸酐之后溶液的pH都降到了 5,有点过低了，可能使生成的双乙酰化物增多反应完毕应该为透明的液体，而我们得到的溶液呈淡黄色，说明除了双乙酰化物 之外还有其他副产物生成造成磺胺醋酰的产量降低2) 制备磺胺醋酰钠时，应该加入 3ml的计算量的20%氢氧化钠，实际上氢 氧化钠还没加完磺胺醋酰固体已经完全溶解了， 我们滴加的氢氧化钠可能已经超 过了反应本身所需的量，又或者是我们制得的磺胺醋酰纯度不够 使计算的理论 产量偏高，磺胺醋酰钠的产率降低。

3) 操作过程中也会损失一部分产品八、讨论、心得做实验的时候因为感冒发烧，都没怎么动手，这份实验报告也是在查文献和 自己理解的基础上写成的，所以心得体会也不知道该写些什么 下面就把我查到 的可以提高磺胺醋酰钠产率的一些改进方法了总结一下；(1) 加入催化剂 在磺胺醋酰制备中，加少量吡啶做催化剂，可使醋酐酰化能 力增强，磺胺利用率有明显提高，(2) 用5%氢氧化钠乙醇液取代20%氢氧化钠水溶液 在磺胺醋酰钠制备过程 中，采用20%氢氧化钠水溶液与磺胺醋酰成盐，操作繁琐，需要 90 C的水浴加 热，在实际操作中发现严格按上述步骤操作， 仍很难得到产品，因磺胺醋酰钠易 溶于水根据磺胺醋酰钠略溶于乙醇的物理性质，用5%氢氧化钠乙醇液取代20% 氢氧化钠水溶液，并按计算量进行投料已通过实验验证，此步改进使操作简单 化，避免了热水浴，只需在室温中进行，所用乙醇可通过蒸馏回收，重新利用3) 磺胺醋酰在体积分数为70 %〜75 %的乙醇溶液中溶解度最大，而双乙酰化 产物溶解度极小，故可用乙醇代替10%盐酸溶解磺胺醋酰，分离出双乙酰化产物， 然后蒸出乙醇和水，得到目标产物。