Procain hydroclorua (hcl)là bột kết tinh màu trắng, không mùi, vị hơi đắng, tan nhiều trong nước, ít tan trong etanol và clorofom. Khối lượng phân tử của hợp chất là 272,77g/mol, nhiệt độ nóng chảy là 153-156 độ , và nhiệt độ sôi là 373,6 độ . Còn được gọi là Novocain. Nó là một hợp chất hữu cơ được sử dụng trong y học để giảm đau bằng cách ngăn chặn các tín hiệu thần kinh. Do tính chất hóa học của procaine hydrochloride, nó có nhiều ứng dụng trong y học và dược phẩm, nhưng nó cũng có nhiều đặc tính phản ứng.
Độ pH của nó thường nằm trong khoảng từ 4.5-6. Độ pH này rất quan trọng đối với sự ổn định của nó và cách nó hoạt động trong cơ thể. Nó là một chất tương đối mềm, thường nằm trong khoảng 1-2 Độ cứng mol. Điều này có nghĩa là bề mặt của nó dễ bị trầy xước và hư hỏng hơn. Độ ẩm là rất quan trọng đối với chất lượng của nó. Độ ẩm quá cao và quá thấp sẽ ảnh hưởng đến sự ổn định và hoạt động của nó. Thông thường, độ ẩm của nó phải nằm trong khoảng 1-2 phần trăm .
Procaine hydrochloride là thuốc gây tê cục bộ cũng được sử dụng như một loại thuốc không kê đơn để giảm đau nhẹ, chẳng hạn như đau răng. Nó được sử dụng rộng rãi trong ngành y tế vì nó là một chất gây tê cục bộ an toàn và hiệu quả. Một số phương pháp để tổng hợp procaine hydrochloride sẽ được thảo luận ở đây.
1. Phản ứng của axit para-aminobenzoic (PABA) và dietylaminoethanol:
Phương pháp chuẩn bị sớm nhất của Procaine hydrochloride là phản ứng PABA và diethylaminoethanol trong điều kiện kiềm để tạo thành procaine. Phương pháp này được phát hiện vào năm 1905 bởi Ernest Fourneau và Pierre Refrain.
Đầu tiên, PABA được axit hóa bằng axit sunfuric đậm đặc để tạo thành amit tương ứng, sau đó nó được phản ứng với ethylenediamine dưới tác dụng của natri hydroxit để tạo thành bazơ procain. Cuối cùng, gốc procain được trung hòa bằng dung dịch axit clohydric để thu được procain hydroclorua.
2. Phản ứng của Procainamide và PABA:
Procainamide là một loại thuốc hướng tâm thần tiên tiến thu được bằng cách sulfon hóa procaine. Do đó, procaine phản ứng với axit p-Toluenesulfonic và H2SO4 để tạo ra 14-procainamide đã methyl hóa và phản ứng với PABA để tạo ra muối HCL.
3. Phản ứng của procain và axit benzoic:
Procaine hydrochloride có thể được điều chế bằng cách đun nóng phản ứng của procaine và axit benzoic ở 300 độ.
4. Phản ứng giữa Procaine và p-amino Benzoic Acid ethyl ester:
Phản ứng procaine và p-amino benzoic acid ethyl ester trong metanol, sau đó sử dụng dung dịch nước axit clohydric để kết tủa các ion để điều chế trực tiếp procaine hydrochloride.
5. Phản ứng của ethylene diamine được bảo vệ bởi BOC:
Ethylene diamine được bảo vệ bởi BOC có thể phản ứng với PABA, thực hiện phản ứng diazot hóa với sự có mặt của natri bicarbonate, sau đó phản ứng với procainamide để thu được procaine và cuối cùng chuyển thành procaine hydrochloride.
5.1. Etylen diamin được bảo vệ bằng OC là một hợp chất dựa trên diamin có công thức hóa học là C6H14N2O2. Nó được điều chế bằng cách cho etylen diamin phản ứng với BOC-OSu (N-alkoxycalenyl clorua). Phương trình phản ứng như sau:
H2NCH2CH2NH2cộng với BOC-OSu → H2N(CH2)2NHBoc cộng HCl cộng CO2
Trong số đó, HCl và CO2 là sản phẩm phụ của phản ứng và ethylene diamine được bảo vệ bởi BOC là sản phẩm mục tiêu.
5.2. Phản ứng với procaine hydrochloride:
Etylen diamin được BOC bảo vệ có thể phản ứng với procain hydroclorua để tạo thành hợp chất mới có hoạt tính sinh học cao hơn. Phương trình phản ứng như sau:
H2N(CH2)2NHBoc plus C13H20N2O2Cl → C19H30N4O3cộng HCl cộng Boc-NH2
Trong số đó, C.19H30N4O3là sản phẩm mục tiêu và Boc-NH2 là sản phẩm phụ của phản ứng.
5.3. các bước phản ứng
(1) Hòa tan ethylene diamine được bảo vệ bằng BOC trong 5 mL chloroform khô, thêm 2,2 mmol AlMe3 và khuấy nhẹ ở nhiệt độ phòng trong 2 giờ.
(2) Hòa tan procaine hydrochloride trong 5 mL chloroform khô, thêm N,N-dimethylformamide (DMF) và dung dịch natri hydroxit (NaOH) 30 phần trăm để điều chỉnh độ pH thành 9-10.
(3) Hai hệ thống phản ứng trên được trộn lẫn và đun nóng ở 60 ºC trong 4 giờ.
(4) Sau khi làm mát, hỗn hợp được rửa bằng nước và chuyển sang phễu chiết.
(5) Chiết pha hữu cơ bằng cloroform ba lần.
(6) Các pha hữu cơ được gộp lại và làm khô trên Na2SO4 khan.
(7) Clorofom được loại bỏ bằng thiết bị cô quay, và phần cặn được hòa tan trong một lượng nhỏ clorofom và lọc.
(8) Sản phẩm được thu thập và chiết xuất thô bằng dietyl ete, sau đó rửa bằng hỗn hợp nước-metanol 70 phần trăm (v/v).
(9) Dung môi được loại bỏ bằng thiết bị bay hơi quay và phần cặn được làm khô trong chân không.
(10) Xác định các tính chất vật lý và hóa học của sản phẩm và phát hiện các đỉnh hấp thụ của nó bằng máy quang phổ UV-Vis.
5.4. Phần kết luận:
Bằng cách bảo vệ procaine hydrochloride bằng nhóm N-alkoxycarbenyl và sử dụng ethylene diamine được bảo vệ bởi BOC để phản ứng, các hợp chất mới có hoạt tính sinh học cao hơn có thể được điều chế. Trong quá trình phản ứng cần chú ý kiểm soát các điều kiện phản ứng bao gồm nhiệt độ, giá trị pH, thời gian phản ứng… để đảm bảo độ tinh khiết và hiệu suất của sản phẩm. Sản phẩm có thể được xác định và phân tích bằng cách đo các đặc tính vật lý và hóa học của sản phẩm và phát hiện đỉnh hấp thụ của nó bằng máy quang phổ tử ngoại.
6. Phương pháp este hóa:
Procaine hydrochloride có thể được điều chế bằng phương pháp Ester hóa. Đầu tiên, phản ứng PABA với propanoic anhydrit hoặc benzoyl clorua để thu được procain metyl este hoặc procain benzyl este. Sau đó, ethylenediamine hoặc propylene glycol được sử dụng để phản ứng với procaine methyl ester hoặc procaine benzyl ester để thu được procaine base. Cuối cùng, nó được trung hòa bằng dung dịch axit clohydric để điều chế procaine hydrochloride. Phương pháp tổng hợp này có thể được thực hiện thông qua các bước sau.
6.1. Xác định chọn rượu và axit để este hóa
Trước hết, nên chọn rượu este hóa thích hợp để phản ứng với axit. Thông thường, nhóm hydroxyl của rượu được chọn hoạt động mạnh hơn và dễ phản ứng với axit. Trong quá trình tổng hợp procaine hydrochloride, rượu este hóa có thể được chọn là procainamide và axit có thể được chọn là axit dimethylcarbamic (DMAMC). Cơ chế của phản ứng este hóa là tạo ra este của axit béo thông qua phản ứng xúc tác axit của các nhóm hydroxyl và carboxyl.
6.2. Xác định điều kiện phản ứng
Thông thường, phản ứng este hóa cần được thực hiện ở nhiệt độ, áp suất và thời gian phản ứng nhất định, và những điều kiện này phải được xác định trong quá trình thí nghiệm để thu được sản phẩm có năng suất cao và độ tinh khiết cao. Trong quá trình tổng hợp procaine hydrochloride, nhiệt độ phản ứng là {{0}} độ , áp suất phản ứng là 1.5-2.0 atm và thời gian phản ứng là 16-24 giờ.
6.3. Chuẩn bị thiết lập thí nghiệm và chất phản ứng
Chuẩn bị các thiết bị và vật liệu thí nghiệm cần thiết, bao gồm ấm phản ứng, máy khuấy từ, nắp lò phản ứng, ống chân không, máy bịt kín, dụng cụ cân, v.v. Rượu este hóa và axit cần thiết cho phản ứng được trộn theo một tỷ lệ mol nhất định và được hòa tan trong một dung dịch thích hợp. dung môi.
6. 4. Phản ứng este hóa
Đổ hỗn hợp các chất phản ứng vào bình phản ứng, thêm chất xúc tác este hóa ở nhiệt độ phòng, sau đó đun nóng đến nhiệt độ phản ứng và khuấy. Thông thường, một lượng lớn khí được tạo ra khi bắt đầu phản ứng và chất hấp thụ có tính axit được sử dụng để hấp thụ axit và nước. Sau khi phản ứng kết thúc, dung dịch phản ứng được làm lạnh đến nhiệt độ phòng và sản phẩm este hóa được tách ra bằng cách chưng cất chân không.
6.5. Các bước xử lý tiếp theo
Sau khi sản phẩm este hóa được tách ra, các phương pháp xử lý tiếp theo bao gồm khử màu, kết tinh và tinh chế là bắt buộc. Thông thường, sản phẩm este hóa được hòa tan trong dung môi hữu cơ, khử màu bằng chất hấp phụ than hoạt tính, sau đó kết tinh và tinh chế, cuối cùng sản phẩm được tinh chế bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) và các kỹ thuật khác.
Sau khi hoàn thành các bước trên, có thể thu được các hợp chất este procaine hydrochloride có độ tinh khiết cao hơn. Phương pháp tổng hợp này có thể mang lại sự thuận tiện cho việc nghiên cứu procaine hydrochloride và cũng có thể cung cấp tài liệu tham khảo để tổng hợp các hợp chất este khác.