Prokaiinvesinikkloriid (hcl)on valge kristalne pulber, lõhnatu, kergelt mõru maitsega, vees väga hästi lahustuv, etanoolis ja kloroformis vähe lahustuv. Ühendi molekulmass on 272,77 g/mol, sulamistemperatuur on 153-156 kraadi ja keemistemperatuur on 373,6 kraadi. Tuntud ka kui Novocain. See on orgaaniline ühend, mida kasutatakse meditsiinis valu vähendamiseks, blokeerides närvisignaale. Prokaiinvesinikkloriidi keemiliste omaduste tõttu on sellel lai valik rakendusi meditsiinis ja farmaatsias, kuid sellel on ka palju reaktiivseid omadusi.
Selle pH on tavaliselt vahemikus 4.5-6. See pH on väga oluline nii selle stabiilsuse kui ka kehas käitumise jaoks. See on suhteliselt pehme aine, mille molaarne kõvadus jääb tavaliselt 1-2 vahele. See tähendab, et selle pind on kriimustustele ja kahjustustele vastuvõtlikum. Niiskusesisaldus on selle kvaliteedi jaoks väga oluline. Liiga kõrge ja liiga madal niiskusesisaldus mõjutab selle stabiilsust ja aktiivsust. Tavaliselt peaks selle niiskusesisaldus olema vahemikus 1-2 protsenti.
Prokaiinvesinikkloriid on lokaalanesteetikum, mida kasutatakse ka käsimüügiravimina kerge valu, näiteks hambavalu leevendamiseks. Seda kasutatakse laialdaselt meditsiinitööstuses, kuna see on ohutu ja tõhus lokaalanesteetikum. Siin käsitletakse mitmeid prokaiinvesinikkloriidi sünteesi meetodeid.
1. Para-aminobensoehappe (PABA) ja dietüülaminoetanooli reaktsioon:
Varaseim prokaiinvesinikkloriidi valmistamismeetod on PABA ja dietüülaminoetanooli reageerimine leeliselistes tingimustes, moodustades prokaiini. Selle meetodi avastasid 1905. aastal Ernest Fourneau ja Pierre Refrain.
Kõigepealt hapestatakse PABA kontsentreeritud väävelhappega, et moodustada vastav amiid, ja seejärel lastakse sellel naatriumhüdroksiidi toimel reageerida etüleendiamiiniga, moodustades prokaiinaluse. Lõpuks neutraliseeritakse prokaiini alus vesinikkloriidhappe lahusega, et saada prokaiinvesinikkloriid.
2. Prokaiinamiidi ja PABA reaktsioon:
Prokaiinamiid on täiustatud psühhotroopne ravim, mis saadakse prokaiini sulfoneerimisel. Seetõttu reageerib prokaiin p-tolueensulfoonhappe ja H2SO4-ga, moodustades 14-metüülitud prokaiinamiidi, ja reageerib PABA-ga, tekitades HCL soola.
3. Prokaiini ja bensoehappe reaktsioon:
Prokaiinvesinikkloriidi saab valmistada prokaiini ja bensoehappe reaktsiooni kuumutamisel 300 kraadi juures.
4. Reaktsioon prokaiini ja p-aminobensoehappe etüülestri vahel:
Reageerige prokaiin ja p-aminobensoehappe etüülester metanoolis ning seejärel kasutage ioonide sadestamiseks vesinikkloriidhappe vesilahust, et valmistada otse prokaiinvesinikkloriidi.
5. BOC-kaitstud etüleendiamiini reaktsioon:
BOC-kaitstud etüleendiamiin võib reageerida PABA-ga, viia läbi diasotiseerimisreaktsiooni naatriumvesinikkarbonaadi juuresolekul, seejärel reageerida prokaiinamiidiga, et saada prokaiin, ja lõpuks muundada prokaiinvesinikkloriidiks.
5.1. OC-kaitstud etüleendiamiin on diamiinipõhine ühend keemilise valemiga C6H14N2O2. See valmistatakse etüleendiamiini reageerimisel BOC-OSu-ga (N-alkoksükalenüülkloriid). Reaktsioonivõrrand on järgmine:
H2NCH2CH2NH2pluss BOC-OSu → H2N(CH2)2NHBoc pluss HCl pluss CO2
Nende hulgas on reaktsiooni kõrvalproduktid HCl ja CO2 ning sihtsaadus BOC-kaitstud etüleendiamiin.
5.2. Reaktsioonid prokaiinvesinikkloriidiga:
BOC-kaitstud etüleendiamiin võib reageerida prokaiinvesinikkloriidiga, moodustades uusi kõrgema bioloogilise aktiivsusega ühendeid. Reaktsioonivõrrand on järgmine:
H2N(CH2)2NHBoc pluss C13H20N2O2Cl → C19H30N4O3pluss HCl pluss Boc-NH2
Nende hulgas C19H30N4O3on sihtsaadus ja Boc-NH2 on reaktsiooni kõrvalsaadus.
5.3. Reaktsiooni sammud
(1) Lahustage BOC-kaitstud etüleendiamiin 5 ml kuivas kloroformis, lisage 2,2 mmol AlMe3 ja segage õrnalt toatemperatuuril 2 tundi.
(2) Lahustage prokaiinvesinikkloriid 5 ml kuivas kloroformis, lisage N,N-dimetüülformamiid (DMF) ja 30% naatriumhüdroksiidi (NaOH) lahus, et reguleerida pH väärtusele 9-10.
(3) Ülaltoodud kaks reaktsioonisüsteemi segati ja kuumutati 60 °C juures 4 tundi.
(4) Pärast jahutamist pesti segu veega ja viidi jaotuslehtrisse.
(5) Ekstraheerige orgaaniline faas kolm korda kloroformiga.
(6) Orgaanilised faasid ühendati ja kuivatati veevaba Na2SO4 kohal.
(7) Kloroform eemaldati rotaatoraurustiga ja jääk lahustati väikeses koguses kloroformis ja filtriti.
(8) Produkt koguti ja ekstraheeriti toorelt dietüüleetriga, seejärel pesti 70% vee-metanooli seguga (maht/maht).
(9) Lahusti eemaldati rotaatoraurustiga ja jääk kuivatati vaakumis.
(10) Määrata kindlaks toote füüsikalised ja keemilised omadused ning tuvastada selle neeldumispiigid UV-Vis spektromeetriga.
5.4. Järeldus:
Kaitstes prokaiinvesinikkloriidi N-alkoksükarbenüülrühmaga ja kasutades reageerimiseks BOC-kaitstud etüleendiamiini, saab valmistada uusi kõrgema bioloogilise aktiivsusega ühendeid. Reaktsiooniprotsessi käigus tuleb toote puhtuse ja saagise tagamiseks tähelepanu pöörata reaktsioonitingimuste, sh temperatuuri, pH väärtuse, reaktsiooniaja jms kontrollimisele. Toodet saab identifitseerida ja analüüsida, mõõtes toote füüsikalisi ja keemilisi omadusi ning tuvastades ultraviolettkiirgusele nähtava spektromeetriga selle neeldumispiigi.
6. Esterdamismeetod:
Prokaiinvesinikkloriidi saab valmistada esterdamise meetodil. Esmalt laske PABA-l reageerida propaananhüdriidi või bensoüülkloriidiga, et saada prokaiini metüülester või prokaiinbensüülester. Seejärel kasutatakse etüleendiamiini või propüleenglükooli prokaiini metüülestri või prokaiini bensüülestriga reageerimiseks, et saada prokaiini alus. Lõpuks neutraliseeritakse prokaiinvesinikkloriidi saamiseks vesinikkloriidhappe lahusega. Seda sünteesimeetodit saab realiseerida järgmiste sammude kaudu.
6.1. Alkoholi ja happe valiku määramine esterdamiseks
Kõigepealt tuleks happega reageerimiseks valida sobiv esterdatud alkohol. Tavaliselt on valitud alkoholi hüdroksüülrühm aktiivsem ja happega kergesti reageeriv. Prokaiinvesinikkloriidi sünteesis võib esterdatud alkoholi valida prokaiinamiidiks ja happe võib valida dimetüülkarbaamhappeks (DMAMC). Esterdamisreaktsiooni mehhanism on rasvhappeestri genereerimine hüdroksüül- ja karboksüülrühmade happekatalüüsitud reaktsiooni kaudu.
6.2. Määrake reaktsioonitingimused
Tavaliselt tuleb esterdamisreaktsioon läbi viia teatud temperatuuril, rõhul ja reaktsiooniajal ning need tingimused tuleks katse käigus kindlaks määrata, et saada kõrge saagisega ja kõrge puhtusastmega tooteid. Prokaiinvesinikkloriidi sünteesis on reaktsiooni temperatuur {{0}} kraadi, reaktsiooni rõhk on 1.5-2,0 atm ja reaktsiooniaeg 16-24 tundi.
6.3. Eksperimentaalse seadistuse ja reagentide ettevalmistamine
Valmistage ette vajalikud katseseadmed ja materjalid, sealhulgas reaktsioonikann, magnetsegisti, reaktori kaas, vaakumtoru, tihendaja, kaalumisseade jne. Reaktsiooniks vajalik esterdatud alkohol ja hape segatakse teatud molaarsuhtega ning lahustatakse sobivas koguses. lahusti.
6. 4. Esterdamisreaktsioon
Valage segatud reagendid reaktsioonikeetjasse, lisage toatemperatuuril esterdamiskatalüsaator, soojendage seejärel reaktsioonitemperatuurini ja segage. Tavaliselt tekib reaktsiooni alguses suur kogus gaasi ning happe ja vee absorbeerimiseks kasutatakse happelist sorbenti. Pärast reaktsiooni lõppemist jahutati reaktsioonilahus toatemperatuurini ja esterdamisprodukt eraldati vaakumdestilleerimisega.
6.5. Järeltöötluse etapid
Pärast esterdamisprodukti eraldamist on vaja järgnevaid töötlusi, sealhulgas värvitustamist, kristallimist ja puhastamist. Tavaliselt lahustatakse esterdamisprodukt orgaanilises lahustis, värvitustatakse aktiivsöe adsorbendiga, seejärel kristalliseeritakse ja puhastatakse ning lõpuks toode rafineeritakse kõrgfektiivse vedelikkromatograafia (HPLC) ja muude meetoditega.
Pärast ülaltoodud etappide lõpetamist võib saada kõrgema puhtusastmega prokaiinvesinikkloriidesterühendeid. See sünteesimeetod võib tuua mugavuse prokaiinvesinikkloriidi uurimisel ja võib olla ka võrdlusalus teiste esterühendite sünteesiks.