prokain hidroklorid (hcl)je bel kristalinični prah, brez vonja, rahlo grenkega okusa, zelo topen v vodi, rahlo topen v etanolu in kloroformu. Molekulska masa spojine je 272,77 g/mol, tališče je 153-156 stopinj, vrelišče pa 373,6 stopinj. Znan tudi kot Novocain. Je organska spojina, ki se uporablja v medicini za zmanjšanje bolečine z blokiranjem živčnih signalov. Zaradi kemijskih lastnosti prokain hidroklorida ima širok spekter uporabe v medicini in farmaciji, ima pa tudi številne reaktivne lastnosti.
Njegov pH je običajno med 4.5-6. Ta pH je zelo pomemben tako za njegovo stabilnost kot za njegovo obnašanje v telesu. Je razmeroma mehka snov, običajno med 1-2 molsko trdoto. To pomeni, da je njegova površina bolj dovzetna za praske in poškodbe. Vsebnost vlage je zelo pomembna za njegovo kakovost. Previsoka in prenizka vsebnost vlage vpliva na njegovo stabilnost in aktivnost. Običajno mora biti njegova vsebnost vlage med 1-2 odstotki.
Prokain hidroklorid je lokalni anestetik, ki se uporablja tudi kot zdravilo brez recepta za lajšanje blagih bolečin, kot je zobobol. Široko se uporablja v medicinski industriji, saj je varen in učinkovit lokalni anestetik. Tukaj bomo razpravljali o več metodah za sintezo prokainijevega klorida.
1. Reakcija para-aminobenzojske kisline (PABA) in dietilaminoetanola:
Najzgodnejša metoda priprave prokainijevega klorida je reakcija PABA in dietilaminoetanola v alkalnih pogojih, da nastane prokain. To metodo sta leta 1905 odkrila Ernest Fourneau in Pierre Refrain.
Najprej se PABA nakisa s koncentrirano žveplovo kislino, da nastane ustrezen amid, nato pa reagira z etilendiaminom pod delovanjem natrijevega hidroksida, da nastane prokainska baza. Končno prokainovo bazo nevtraliziramo z raztopino klorovodikove kisline, da dobimo prokain hidroklorid.
2. Reakcija prokainamida in PABA:
Prokainamid je napredno psihotropno zdravilo, pridobljeno s sulfonacijo prokaina. Zato prokain reagira s p-toluensulfonsko kislino in H2SO4, da nastane 14-metiliran prokainamid, in reagira s PABA, da nastane HCL sol.
3. Reakcija prokaina in benzojske kisline:
Prokain hidroklorid lahko pripravimo s segrevanjem reakcije prokaina in benzojske kisline pri 300 stopinjah.
4. Reakcija med prokainom in etilnim estrom p-amino benzojske kisline:
Reagirajte prokain in etil ester p-amino benzojske kisline v metanolu in nato uporabite vodno raztopino klorovodikove kisline za obarjanje ionov za neposredno pripravo prokainijevega klorida.
5. Reakcija etilendiamina, zaščitenega z BOC:
Etilendiamin, zaščiten z BOC, lahko reagira s PABA, izvede reakcijo diazotiranja v prisotnosti natrijevega bikarbonata, nato reagira s prokainamidom, da dobi prokain in se končno pretvori v prokain hidroklorid.
5.1. Etilen diamin, zaščiten z OC, je spojina na osnovi diamina s kemijsko formulo C6H14N2O2. Pripravi se z reakcijo etilen diamina z BOC-OSu (N-alkoksikalenil klorid). Enačba reakcije je naslednja:
H2NCH2CH2NH2plus BOC-OSu → H2N(CH2)2NHBoc plus HCl plus CO2
Med njimi sta HCl in CO2 stranska produkta reakcije, etilen diamin, zaščiten z BOC, pa je ciljni produkt.
5.2. Reakcije s prokainijevim kloridom:
Etilendiamin, zaščiten z BOC, lahko reagira s prokain hidrokloridom in tvori nove spojine z večjo biološko aktivnostjo. Enačba reakcije je naslednja:
H2N(CH2)2NHBoc plus C13H20N2O2Cl → C19H30N4O3plus HCl plus Boc-NH2
Med njimi C19H30N4O3je ciljni produkt, Boc-NH2 pa stranski produkt reakcije.
5.3. Reakcijski koraki
(1) Etilen diamin, zaščiten z BOC, raztopite v 5 ml suhega kloroforma, dodajte 2,2 mmol AlMe3 in nežno mešajte pri sobni temperaturi 2 uri.
(2) Raztopite prokain hidroklorid v 5 mL suhega kloroforma, dodajte N,N-dimetilformamid (DMF) in 30-odstotno raztopino natrijevega hidroksida (NaOH), da naravnate pH na 9-10.
(3) Zgornja dva reakcijska sistema smo zmešali in segrevali pri 60 ºC 4 ure.
(4) Po ohlajanju zmes speremo z vodo in prenesemo v lij ločnik.
(5) Trikrat ekstrahirajte organsko fazo s kloroformom.
(6) Organske faze smo združili in posušili nad brezvodnim Na2SO4.
(7) Kloroform smo odstranili z rotacijskim uparjalnikom, ostanek pa raztopili v majhni količini kloroforma in filtrirali.
(8) Produkt smo zbrali in surovo ekstrahirali z dietil etrom, nato sprali s 70-odstotno mešanico vode in metanola (v/v).
(9) Topilo smo odstranili z rotacijskim uparjalnikom in ostanek posušili pod vakuumom.
(10) Določite fizikalne in kemijske lastnosti izdelka ter zaznajte njegove absorpcijske vrhove s spektrometrom UV-Vis.
5.4. Zaključek:
Z zaščito prokain hidroklorida z N-alkoksikarbenilno skupino in uporabo etilendiamina, zaščitenega z BOC za reakcijo, je mogoče pripraviti nove spojine z večjo biološko aktivnostjo. Med reakcijskim procesom je treba paziti na nadzor reakcijskih pogojev, vključno s temperaturo, pH vrednostjo, reakcijskim časom itd., Da zagotovimo čistost in izkoristek produkta. Izdelek je mogoče identificirati in analizirati z merjenjem fizikalnih in kemijskih lastnosti izdelka in zaznavanjem njegovega absorpcijskega vrha z ultravijoličnim spektrometrom.
6. Metoda zaestrenja:
Prokainijev klorid lahko pripravimo z metodo esterifikacije. Najprej reagirajte PABA z anhidridom propanojske kisline ali benzoil kloridom, da dobite prokain metil ester ali prokain benzil ester. Nato se etilendiamin ali propilenglikol uporabi za reakcijo s prokain metil estrom ali prokain benzil estrom, da dobimo prokainovo bazo. Na koncu se nevtralizira z raztopino klorovodikove kisline, da se pripravi prokain hidroklorid. To sintetično metodo je mogoče realizirati z naslednjimi koraki.
6.1. Določitev izbora alkohola in kisline za zaestrenje
Najprej je treba izbrati ustrezen zaestren alkohol za reakcijo s kislino. Običajno je hidroksilna skupina izbranega alkohola bolj aktivna in zlahka reagira s kislino. Pri sintezi prokain hidroklorida lahko esterificirani alkohol izberemo kot prokainamid, kislino pa kot dimetilkarbamsko kislino (DMAMC). Mehanizem reakcije esterifikacije je generiranje estra maščobne kisline s kislinsko katalizirano reakcijo hidroksilnih in karboksilnih skupin.
6.2. Določite reakcijske pogoje
Običajno je treba reakcijo esterifikacije izvajati pri določeni temperaturi, tlaku in reakcijskem času, te pogoje pa je treba določiti med poskusom, da dobimo izdelke z visokim izkoristkom in visoko čistostjo. Pri sintezi prokain hidroklorida je reakcijska temperatura {{0}} stopinj, reakcijski tlak 1.5-2.0 atm, reakcijski čas pa 16-24 ur.
6.3. Priprava eksperimentalne postavitve in reaktantov
Pripravite potrebno eksperimentalno opremo in materiale, vključno z reakcijskim kotličkom, magnetnim mešalom, pokrovom reaktorja, vakuumsko cevjo, tesnilom, instrumentom za tehtanje itd. Esterificirani alkohol in kislino, potrebna za reakcijo, zmešate v določenem molskem razmerju in raztopite v ustrezni topilo.
6. 4. Reakcija esterifikacije
Zmešane reaktante vlijemo v reakcijski kotliček, dodamo katalizator za zaestrenje pri sobni temperaturi, nato segrejemo na reakcijsko temperaturo in premešamo. Običajno na začetku reakcije nastane velika količina plina, kisli sorbent pa se uporablja za absorpcijo kisline in vode. Po končani reakciji smo reakcijsko raztopino ohladili na sobno temperaturo in produkt zaestrenja ločili z vakuumsko destilacijo.
6.5. Nadaljnji koraki obdelave
Po ločitvi produkta zaestrenja so potrebne nadaljnje obdelave, vključno z razbarvanjem, kristalizacijo in čiščenjem. Običajno je produkt zaestrenja raztopljen v organskem topilu, razbarvan z adsorbentom z aktivnim ogljem, nato kristaliziran in prečiščen, na koncu pa je produkt prečiščen s tekočinsko kromatografijo visoke ločljivosti (HPLC) in drugimi tehnikami.
Po zaključku zgornjih korakov je mogoče pridobiti spojine estra prokain hidroklorida z višjo čistostjo. Ta metoda sinteze lahko prinese udobje pri raziskavah prokain hidroklorida in lahko zagotovi tudi referenco za sintezo drugih estrskih spojin.