prokain hidroklorid (hcl)je bijeli kristalni prah, bez mirisa, blago gorkog okusa, vrlo topiv u vodi, slabo topiv u etanolu i kloroformu. Molekularna težina spoja je 272,77 g/mol, talište je 153-156 stupanj, a vrelište 373,6 stupnjeva. Također poznat kao Novocain. To je organski spoj koji se koristi u medicini za smanjenje boli blokiranjem živčanih signala. Zbog kemijskih svojstava prokain hidroklorida ima široku primjenu u medicini i farmaciji, ali ima i mnoga reaktivna svojstva.
Njegov pH je obično između 4.5-6. Ovaj pH je vrlo važan kako za njegovu stabilnost tako i za njegovo ponašanje u tijelu. To je relativno meka tvar, obično između 1-2 molarne tvrdoće. To znači da je njegova površina osjetljivija na ogrebotine i oštećenja. Sadržaj vlage vrlo je kritičan za njegovu kvalitetu. Previsok i prenizak sadržaj vlage utjecat će na njegovu stabilnost i aktivnost. Obično bi njegov sadržaj vlage trebao biti između 1-2 posto.
Prokain hidroklorid je lokalni anestetik koji se također koristi kao lijek bez recepta za ublažavanje blage boli, kao što je zubobolja. Široko se koristi u medicinskoj industriji jer je siguran i učinkovit lokalni anestetik. Ovdje će se raspravljati o nekoliko metoda za sintezu prokain hidroklorida.
1. Reakcija para-aminobenzojeve kiseline (PABA) i dietilaminoetanola:
Najranija metoda pripreme prokain hidroklorida je reakcija PABA i dietilaminoetanola u alkalnim uvjetima kako bi se dobio prokain. Ovu su metodu 1905. godine otkrili Ernest Fourneau i Pierre Refrain.
Prvo se PABA zakiseli koncentriranom sumpornom kiselinom da nastane odgovarajući amid, a zatim reagira s etilendiaminom pod djelovanjem natrijevog hidroksida da nastane prokainska baza. Na kraju, prokain baza se neutralizira otopinom klorovodične kiseline da se dobije prokain hidroklorid.
2. Reakcija prokainamida i PABA:
Prokainamid je napredni psihotropni lijek dobiven sulfonacijom prokaina. Stoga prokain reagira s p-toluensulfonskom kiselinom i H2SO4 da bi proizveo 14-metilirani prokainamid i reagira s PABA da bi proizveo HCL sol.
3. Reakcija prokaina i benzojeve kiseline:
Prokain hidroklorid se može pripremiti reakcijom zagrijavanja prokaina i benzojeve kiseline na 300 stupnjeva.
4. Reakcija između prokaina i etil estera p-amino benzojeve kiseline:
Reagirajte prokain i etil ester p-amino benzojeve kiseline u metanolu, a zatim upotrijebite vodenu otopinu klorovodične kiseline za taloženje iona za izravnu pripremu prokain hidroklorida.
5. Reakcija BOC-zaštićenog etilen diamina:
BOC-zaštićeni etilen diamin može reagirati s PABA, provesti reakciju diazotizacije u prisutnosti natrijevog bikarbonata, zatim reagirati s prokainamidom kako bi se dobio prokain i konačno pretvoriti u prokain hidroklorid.
5.1. OC-zaštićeni etilen diamin je spoj na bazi diamina s kemijskom formulom C6H14N2O2. Dobiva se reakcijom etilen diamina s BOC-OSu (N-alkoksikalenil klorid). Jednadžba reakcije je sljedeća:
H2NCH2CH2NH2plus BOC-OSu → H2N(CH2)2NHBoc plus HCl plus CO2
Među njima, HCl i CO2 su nusprodukti reakcije, a BOC-zaštićeni etilen diamin je ciljni proizvod.
5.2. Reakcije s prokain hidrokloridom:
BOC-zaštićeni etilen diamin može reagirati s prokain hidrokloridom i formirati nove spojeve s većom biološkom aktivnošću. Jednadžba reakcije je sljedeća:
H2N(CH2)2NHBoc plus C13H20N2O2Cl → C19H30N4O3plus HCl plus Boc-NH2
Među njima, C19H30N4O3je ciljni produkt, a Boc-NH2 je nusprodukt reakcije.
5.3. Koraci reakcije
(1) Otopiti BOC-zaštićeni etilen diamin u 5 mL suhog kloroforma, dodati 2,2 mmol AlMe3 i lagano miješati na sobnoj temperaturi 2 sata.
(2) Otopite prokain hidroklorid u 5 mL suhog kloroforma, dodajte N,N-dimetilformamid (DMF) i 30-postotnu otopinu natrijevog hidroksida (NaOH) da podesite pH na 9-10.
(3) Gornja dva reakcijska sustava su pomiješana i zagrijavana na 60 ºC 4 h.
(4) Nakon hlađenja, smjesa je isprana vodom i prebačena u lijevak za odjeljivanje.
(5) Ekstrahirajte organsku fazu kloroformom tri puta.
(6) Organske faze su spojene i osušene iznad bezvodnog Na2S04.
(7) Kloroform je uklonjen pomoću rotacijskog isparivača, a ostatak je otopljen u maloj količini kloroforma i filtriran.
(8) Produkt je sakupljen i grubo ekstrahiran dietil eterom, zatim ispran sa 70 postotnom smjesom voda-metanol (v/v).
(9) Otapalo je uklonjeno korištenjem rotacijskog isparivača, a ostatak je osušen pod vakuumom.
(10) Odredite fizikalna i kemijska svojstva proizvoda i detektirajte njegove apsorpcijske vrhove UV-Vis spektrometrom.
5.4. Zaključak:
Zaštitom prokain hidroklorida s N-alkoksikarbenilnom skupinom i korištenjem BOC-zaštićenog etilen diamina za reakciju, mogu se pripraviti novi spojevi s većom biološkom aktivnošću. Tijekom procesa reakcije potrebno je obratiti pozornost na kontrolu uvjeta reakcije, uključujući temperaturu, pH vrijednost, vrijeme reakcije itd., kako bi se osigurala čistoća i prinos proizvoda. Proizvod se može identificirati i analizirati mjerenjem fizikalnih i kemijskih svojstava proizvoda i otkrivanjem njegovog vrha apsorpcije ultraljubičastim spektrometrom.
6. Metoda esterifikacije:
Prokain hidroklorid se može pripremiti metodom esterifikacije. Prvo reagirajte PABA s propanoinskim anhidridom ili benzoil kloridom kako biste dobili prokain metil ester ili prokain benzil ester. Nakon toga, etilendiamin ili propilen glikol se koristi za reakciju s prokain metil esterom ili prokain benzil esterom da se dobije prokain baza. Na kraju se neutralizira otopinom klorovodične kiseline da se dobije prokain hidroklorid. Ova sintetička metoda može se realizirati kroz sljedeće korake.
6.1. Određivanje izbora alkohola i kiseline za esterifikaciju
Prije svega, treba odabrati odgovarajući esterificirani alkohol za reakciju s kiselinom. Obično je hidroksilna skupina odabranog alkohola aktivnija i lako reagira s kiselinom. U sintezi prokain hidroklorida, esterificirani alkohol može se odabrati kao prokainamid, a kiselina se može odabrati kao dimetilkarbaminska kiselina (DMAMC). Mehanizam reakcije esterifikacije je stvaranje estera masne kiseline reakcijom hidroksilnih i karboksilnih skupina kataliziranom kiselinom.
6.2. Odredite uvjete reakcije
Obično je reakciju esterifikacije potrebno provesti pod određenom temperaturom, tlakom i vremenom reakcije, a te uvjete treba odrediti tijekom eksperimenta kako bi se dobili proizvodi visokog prinosa i visoke čistoće. U sintezi prokain hidroklorida, temperatura reakcije je {{0}} stupnjeva, reakcijski tlak je 1.5-2.0 atm, a vrijeme reakcije je 16-24 sati.
6.3. Priprema eksperimentalne postavke i reaktanata
Pripremite potrebnu eksperimentalnu opremu i materijale, uključujući reakcijski kotao, magnetsku miješalicu, poklopac reaktora, vakuumsku cijev, brtvilo, instrument za vaganje, itd. Esterificirani alkohol i kiselina potrebni za reakciju miješaju se u skladu s određenim molarnim omjerom i otope u odgovarajućoj otapalo.
6. 4. Reakcija esterifikacije
Ulijte pomiješane reaktante u reakcijski kotao, dodajte katalizator esterifikacije na sobnoj temperaturi, zatim zagrijte do temperature reakcije i promiješajte. Obično se na početku reakcije proizvodi velika količina plina, a za apsorpciju kiseline i vode koristi se kiseli sorbent. Nakon što je reakcija završena, reakcijska otopina je ohlađena na sobnu temperaturu, a produkt esterifikacije je odvojen vakuumskom destilacijom.
6.5. Naknadni koraci obrade
Nakon što se produkt esterifikacije odvoji, potrebni su naknadni tretmani uključujući dekolorizaciju, kristalizaciju i pročišćavanje. Obično se produkt esterifikacije otapa u organskom otapalu, obezboji adsorbentom s aktivnim ugljenom, potom kristalizira i pročišćava, a na kraju se proizvod rafinira tekućinskom kromatografijom visoke učinkovitosti (HPLC) i drugim tehnikama.
Nakon završetka gornjih koraka, mogu se dobiti spojevi estera prokain hidroklorida veće čistoće. Ova metoda sinteze može donijeti pogodnost istraživanju prokain hidroklorida, a također može pružiti referencu za sintezu drugih esterskih spojeva.