摘要:對氨基水楊酸鈉合成、穩定性和檢測作為高職有機化學的綜合實訓項目,涵蓋了攪拌回流、減壓過濾、分光光度法、熔點測定法和紫外吸收光譜法等多項技術,培養學生綜合技能,提高職業素質。
關鍵詞:對氨基水楊酸鈉 穩定性 檢測
中圖分類號:R944文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)04(b)-0127-01
對氨基水楊酸鈉是一種典型的有機化合物,化學名為4-氨基-2-羥基苯甲酸鈉鹽二水合物,又名對氨柳酸鈉、PAS-Na,為抗結核藥,用于治療各種結核病,尤適用于腸結核、骨結核及滲出性肺結核的治療。“對氨基水楊酸鈉合成、穩定性和檢測”作為高職有機化學綜合實訓項目,涵蓋了攪拌回流、減壓過濾、分光光度法、熔點測定法和紫外吸收光譜法等多項技術,可深化學生對理論知識理解,培養綜合技能,提高職業素質。經實踐效果顯著,其系列實訓的組合內容介紹如下。
1 對氨基水楊酸鈉的合成
以對氨基水楊酸為原料,與碳酸氫鈉反應,羧基成鈉鹽得到產物,而酚羥基不變。
1.1 合成方法
在附有攪拌裝置、冷凝管的250 mL三頸瓶[1]中加入碳酸氫鈉6.5 g,水11 mL,亞硫酸氫鈉0.04 g,慢慢攪拌,水浴恒溫控制在40±2 ℃,用藥匙逐匙向反應瓶中加入對氨基水楊酸11 g,加料速度以不溢出為宜。加完后,裝上溫度計逐漸升溫使二氧化碳放出,內溫升至55 ℃,如對氨基水楊酸未全部溶解,可提高溫度至60 ℃。
加入適量活性炭脫色。測定溶液pH值,若pH值不是9,則以對氨基水楊酸或碳酸氫鈉調節反應液pH9,攪拌15 min,趁熱過濾,濾液冷至0℃,析出鈉鹽結晶,放置片刻使析晶完全,抽濾,以10 mL乙醇分兩次洗滌,得白色或類白色結晶,40~50 ℃干燥得對氨基水楊酸鈉,供穩定性和熔點測定及鑒定使用,計算收率。
1.2 討論
酚是弱酸性化合物,比碳酸的酸性還要弱,故酚羥基不能與碳酸氫鈉成鹽,而羧基酸性較強,可與碳酸氫鈉成鹽。
對氨基水楊酸水溶液不穩定,易脫羧,在還原劑保護下,于溫和條件中制成鈉鹽,以增加藥物的穩定性。
2 對氨基水楊酸鈉穩定性
2.1 實驗方法
取5支試管編號1~5號,分別加入合成的對氨基水楊酸鈉配制的0.025%溶液10 mL。除1號試管外,各試管分別加入雙氧水(10 mL→50 mL)12滴。在3號試管中加入Na2S2O5試液(10 g→30 mL)20滴。在4、5號試管中分別加入Cu2+試液(2 mg→10 mL)6滴。在5號試管加入EDTA試液(10 mg→10 mL)20滴。各試管用蒸餾水稀釋至刻度一致。
將所有試管同時置入80~90 ℃水浴中,記錄置入時間,維持此溫度,間隔30 min取樣,放置至室溫,用722型分光光度計在422 nm處測定各樣品的透光率。
2.2 討論
對氨基水楊酸鈉脫羧后,生成間氨基酚,繼而進一步氧化成紅棕色的二苯醌型化合物,用光電比色計測定透光率(T)可看出其變化程度。
對氨基水楊酸鈉水溶液很不穩定,易被氧化,遇光、熱顏色漸變深。在銅離子存在下,氧化速度加快。如有抗氧劑或金屬絡合劑存在,可有效的防止氧化。
3 對氨基水楊酸鈉熔點測定
3.1 實驗方法[2]
用毛細管一端用小火封閉作熔點管,將少許樣品放于干凈表面皿上,研細并集成一堆,毛細管開口一端垂直插人樣品中,然后將管口向上的毛細管放入長約50~60 cm垂直玻璃管中,從高處自由落下,反復幾次樣品很均勻地裝實于管底,高度2~3 mm。
取橡皮圈套在溫度計和熔點管上部,樣品的位置在溫度計水銀球中間。將附有熔點管的溫度計插入裝有甘油的提勒管中,溫度計水銀球位于b形管上下兩叉口之間。
小火在提勒管b形管轉彎部位加熱,記下試樣開始塌落并有液相產生時(初熔)和固體完全消失時(全熔)的溫度讀數,即為該化合物的熔距。注意在加熱過程中試祥是否有萎縮、變色、發泡、升華、碳化等現象,均如實記錄。熔點121~123 ℃,120 ℃時萎縮。重復一次,記錄實驗數據分析結果。
3.2 討論
裝樣品一定要研細、夯實,必須均勻地落入管底,否則熱量不易迅速均勻傳導,影響測定結果。每次測定必須用新的熔點管另裝試樣,不得將已測過熔點的熔點管冷卻,使其中試樣固化后再做第二次測定。熔點管外的樣品粉末要擦干凈以免污染熱浴液體。
為了保證有充分時間讓熱量由管外傳至毛細管內使固體熔化,升溫速度是準確測定熔點的關鍵,開始升溫速度可快些,當傳熱液溫度距離該化合物熔點約10~15 ℃時,調整火焰使每分鐘上升約1~2 ℃,愈接近熔點,升溫速度應愈緩慢,每分鐘約0.2~0.3 ℃。
4 對氨基水楊酸鈉的特性
4.1 酚羥基的反應
取本品約10 mg,加水10 mL溶解后,加稀鹽酸2滴使成酸性,加三氯化鐵試液1滴,應顯紫紅色;放置3 h,不得發生沉淀(與5-氨基水楊酸鈉的區別)。
4.2 芳伯胺基的反應
可發生重氮化-偶合反應,芳伯胺基在鹽酸的酸性條件下,和氯化鈉反應,再在堿性條件下與萘酚反應,生成橙紅色的偶氮染料沉淀。
4.3 鈉鹽的反應
利用對氨基水楊酸鈉為鈉鹽,其水溶液顯鈉鹽的鑒別反應。用鉑絲蘸取在酒精燈上燃燒,火焰顯鮮黃色。也可以在中性溶液,加醋酸氧鈾鋅試液,可生成黃色沉淀。
4.4 溴化反應
對氨基水楊酸鈉中有一個酚羥基取代基,在溴水環境中,其中的甲酸基會被溴取代,同時酚羥基的鄰對位都會被溴取代,生成2,4,6-三溴-3-氨基-苯酚的白色沉淀,如果繼續滴加溴水,沉淀由白色轉化成黃色沉淀,同時伴有二氧化碳氣體。
4.5 紫外吸收光譜法[3]
紫外吸收光譜為電子光譜,一般有2~3個較寬的吸收帶,對氨基水楊酸鈉主要是利用雙波長吸收度比法鑒別,對氨基水楊酸鈉在pH7磷酸鹽緩沖液中:A265/A295的值1.50~1.56。
4.6 討論
對氨基水楊酸鈉分子結構中含有酚羥基,芳伯胺基和鈉鹽,用FeCl3反應、重氮化偶合反應和鈉鹽反應等方法來鑒別對氨基水楊酸鈉。用重氮法、溴量法等方法來測定主要成分和含量雜質的含量,以確保產品的質量。
對氨基水楊酸鈉分子結構中具有苯環和氨基、羥基官能團,均具有紫外特征吸收光譜,紫外吸收光譜用于有機化合物的鑒別,雖然不如紅外吸收光譜特征性強,但紫外光譜法所用儀器較為普及,方法比較簡便,靈敏度也高,與其他方法配合使用,是一種較好的鑒別方法。
參考文獻
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[2] 初玉霞.有機化學實驗[J].北京:化學工業出版社,2008(5).
[3] 李妙葵,賈瑜.大學有機化學實驗[J].上海:復旦大學出版社,2006(9).