中南民族大学：《药物化学》课程教学资源（实验讲义）

药物化学实验讲义(2018) 适用于药学、药剂学、药物分析、化学生物学、生物制药专业 中南民族大学药学院药学教研室

适用于药学、药剂学、药物分析、化学生物学、生物制药专业 中南民族大学药学院药学教研室 药物化学实验讲义（2018）

目录 实验要求… 第一部分药物合成实验 实验一苯佐卡因的合成(一) 实验二苯佐卡因的合成(二) 3467 实验三苯妥英的合成 实验四磺胺醋酰钠的合成 实验五香豆素-3-羧酸的合成 第二部分虚拟仿真实验… 实验六血管紧张素转化酶抑制剂构效关系分析 实验七雌激素受体调节剂分子对接…… 25 第三部分综合一体化实验……… 实验八伊马替尼的合成与作用机制分析 附件( Autodock软件教程)

1 目录 实验要求..........................................................................................................................................2 第一部分 药物合成实验................................................................................................................3 实验一 苯佐卡因的合成（一） ................................................................................................4 实验二 苯佐卡因的合成（二） ................................................................................................6 实验三 苯妥英的合成.................................................................................................................7 实验四 磺胺醋酰钠的合成 ........................................................................................................9 实验五 香豆素-3-羧酸的合成................................................................................................. 13 第二部分 虚拟仿真实验............................................................................................................. 15 实验六 血管紧张素转化酶抑制剂构效关系分析 .................................................................. 16 实验七 雌激素受体调节剂分子对接 ...................................................................................... 25 第三部分 综合一体化实验......................................................................................................... 44 实验八 伊马替尼的合成与作用机制分析 .............................................................................. 45 附件（Autodock 软件教程） .................................................................................................. 53

实验要求 安全第一,且行且珍惜!!!!!!! 2.环保第二,所有废液倒入废液桶!!! 3.每次实验完毕均要上交当次实验产物,小袋封装,标签注明姓名(包括同组搭 档)及产品质量(g)! 实验报告要求: 、实验目的(简写) 实验原理(简写) 方程式(配平) 实验材料(简写) 注明主要实验材料的厂家批号及纯度规格 四、实验方法: 举例: 步 方法(简写) 现象(重点) 分析(重点) 干燥的加m因瓶中加入对硝基苯甲酸69,无水对硝基苯甲酸溶峭基苯类化合 匕醇四m,缓慢加入浓硫酸彐曛,沸石2粒,混打解,溶液呈黄色物多为黄色 五、实验装置: 需要画出主要实验装置图并标记各部分名称 六、计算收率(重点) 按方程式列出各原料摩尔当量,按最小当量起始原料计算理论产喀 球形冷凝管 量,得出收率 七、分析讨论(重点) 圆底烧瓶 主要针对实验中出现的问题:产率比较低,原因可能是?颜色比较深,原因可能是? 油状产物难成固体,原因可能是? 八、思考题(重点): 注意 实验前请到实验员处领用仪器柜钥匙,签字; 2.全部实验完成后请到实验员处清查实验仪器,上交仪器柜钥匙,签字; 3.实验中途有任何损耗请到实验员处登记赔偿并更换领用新仪器!! 4.实验员办公室:13605(6楼西北角,走廊尽头,厕所旁边)。 2

2 实验要求 1. 安全第一，且行且珍惜！！！！！！！ 2. 环保第二，所有废液倒入废液桶！！！ 3. 每次实验完毕均要上交当次实验产物，小袋封装，标签注明姓名（包括同组搭 档）及产品质量（g）！ 实验报告要求： 一、实验目的（简写）： 1. 2. 二、实验原理（简写）： 方程式（配平） 三、实验材料（简写）： 注明主要实验材料的厂家批号及纯度规格。 四、实验方法： 举例： 步骤 方法（简写） 现象（重点） 分析（重点） 1 干燥的 100 mL 圆底瓶中加入对硝基苯甲酸 6 g，无水 乙醇 24 mL，缓慢加入浓硫酸 3 mL，沸石 2 粒，混匀 对硝基苯甲酸溶 解，溶液呈黄色 硝基苯类化合 物多为黄色 2 … … … … … … … 五、实验装置： 需要画出主要实验装置图并标记各部分名称： 六、计算收率（重点）： 按方程式列出各原料摩尔当量，按最小当量起始原料计算理论产 量，得出收率。 七、分析讨论（重点）： 主要针对实验中出现的问题：产率比较低，原因可能是？颜色比较深，原因可能是？ 油状产物难成固体，原因可能是？… 八、思考题（重点）： 1. 2. 注意： 1. 实验前请到实验员处领用仪器柜钥匙，签字； 2. 全部实验完成后请到实验员处清查实验仪器，上交仪器柜钥匙，签字； 3. 实验中途有任何损耗请到实验员处登记赔偿并更换领用新仪器！！ 4. 实验员办公室：13-605（6 楼西北角，走廊尽头，厕所旁边）

第一部分药物合成实验 (13号楼6楼)

3 第一部分 药物合成实验 （13 号楼 6 楼）

实验一苯佐卡因的合成(一) 、实验目的 1.通过苯佐卡因的合成,了解药物合成的基本过程 2.掌握氧化、酯化和还原反应的原理及基本操作。 二、实验原理 苯佐卡因为局部麻醉药,外用为撒布剂,用于手术后创伤止痛,溃疡痛,一般 性痒等。苯佐卡因化学名为对氨基苯甲酸乙酯,化学结构式为: COOC2H5 苯佐卡因为白色结晶性粉末,味微苦而麻;mp.88~90℃;易溶于乙醇,极微 溶于水。 合成路线如下 COOH COOC2H H2O No COOC2H5 COOC2H5 F 三、实验方法 (一)对硝基苯甲酸乙酯的制备(酯化) 在干燥的100mL圆底瓶中加入对硝基苯甲酸6g,无水乙醇24mL,缓慢加入 浓硫酸3-4mL,沸石2粒,慢慢振摇使混合均匀,装上附有氯化钙干燥管的球型冷 凝器,加热回流80min;稍冷,将反应液倾入到100mL水中,抽滤;滤渣移至乳

4 实验一 苯佐卡因的合成（一） 一、实验目的 1. 通过苯佐卡因的合成，了解药物合成的基本过程。 2. 掌握氧化、酯化和还原反应的原理及基本操作。 二、实验原理 苯佐卡因为局部麻醉药，外用为撒布剂，用于手术后创伤止痛，溃疡痛，一般 性痒等。苯佐卡因化学名为对氨基苯甲酸乙酯，化学结构式为： COOC2H5 NH2 苯佐卡因为白色结晶性粉末，味微苦而麻；mp.88~90℃；易溶于乙醇，极微 溶于水。 合成路线如下： COOH NO2 C2H5OH H2SO4 COOC2H5 NO2 + + H2O COOC2H5 NO2 H2O Fe COOC2H5 NH2 + Fe3O4 + 三、实验方法 （一）对硝基苯甲酸乙酯的制备（酯化） 在干燥的 100 mL 圆底瓶中加入对硝基苯甲酸 6 g，无水乙醇 24 mL，缓慢加入 浓硫酸 3-4 mL，沸石 2 粒，慢慢振摇使混合均匀，装上附有氯化钙干燥管的球型冷 凝器，加热回流 80 min；稍冷，将反应液倾入到 100 mL 水中，抽滤；滤渣移至乳

钵中,硏细,加入5%碳酸钠溶液1omL(由0.5g碳酸钠和10omL水配成),研磨 5min,测pH值(检査反应物是否呈碱性),抽滤,用少量水洗涤,干燥,计算收 率。 注意: 1.酯化反应须在无水条件下进行,如有水进入反应系统中,收率将降低。无水 操作的要点是:原料干燥无水;所用仪器、量具干燥无水:反应期间避免水进入反 应瓶。 2.对硝基苯甲酸乙酯及少量未反应的对硝基苯甲酸均溶于乙醇,但均不溶于 水。反应完毕,将反应液倾入水中,乙醇的浓度降低,对硝基苯甲酸乙酯及对硝基 苯甲酸便会析出。这种分离产物的方法称为稀释法。 思考题: 1.酯化反应为什么需要无水操作? 2.请画出用分水器做酯化反应的装置图

5 钵中，研细，加入 5% 碳酸钠溶液 10 mL（由 0.5 g 碳酸钠和 10 mL 水配成），研磨 5 min，测 pH 值（检查反应物是否呈碱性），抽滤，用少量水洗涤，干燥，计算收 率。 注意： 1. 酯化反应须在无水条件下进行，如有水进入反应系统中，收率将降低。无水 操作的要点是：原料干燥无水；所用仪器、量具干燥无水；反应期间避免水进入反 应瓶。 2. 对硝基苯甲酸乙酯及少量未反应的对硝基苯甲酸均溶于乙醇，但均不溶于 水。反应完毕，将反应液倾入水中，乙醇的浓度降低，对硝基苯甲酸乙酯及对硝基 苯甲酸便会析出。这种分离产物的方法称为稀释法。 思考题： 1. 酯化反应为什么需要无水操作？ 2. 请画出用分水器做酯化反应的装置图

实验二苯佐卡因的合成(二) )对氨基苯甲酸乙酯的制备(还原) 在装有搅拌棒及球型冷凝器的250mL三颈瓶中,加入35mL水,2.5mL冰醋 酸和已经处理过的铁粉,开动搅拌,加热反应5min,稍冷,加入对硝基苯甲酸乙 酯6g和95%乙醇35mL,在激烈搅拌下,回流反应90min。稍冷,在搅拌下,分 次加入温热的碳酸钠饱和溶液(由碳酸钠3g和水30mL配成),搅拌片刻,立即 抽滤(布氏漏斗需预热),冷却后析岀结晶,抽滤,用稀乙醇洗涤,干燥得粗品。 (二)精制 将粗品置于装有球形冷凝器的100mL圆底瓶中,加入10-15倍(mL/g)50% 乙醇,在水浴上加热溶解。稍冷,加活性碳脱色(活性碳用量视粗品颜色而定) 加热回流20min,趁热抽滤(布氏漏斗、抽滤瓶应预热)。将滤液趁热转移至烧杯 中,自然冷却,待结晶完全析出后,抽滤,用少量50%乙醇洗涤两次,压干,干 燥,计算收率。 注意: 1.还原反应中,因铁粉比重大,沉于瓶底,必须将其搅拌起来,才能使反应顺 利进行,故充分激烈搅拌是铁酸还原反应的重要因素。所用的铁粉需预处理,方法 为:称取铁粉10g置于烧杯中,加入2%盐酸25mL,加热至微沸,抽滤,水洗至 pH5-6,备用。 2.最后一步抽滤时,铁粉还原后比较致密,容易堵塞滤纸,按实际情况注意随 时更换布氏漏斗或滤纸,也不宜将待滤液一次性全部倒入布氏漏斗过滤 思考题 铁酸还原反应的机理是什么 重结晶操作的注意事项有哪

6 实验二 苯佐卡因的合成（二） （一）对氨基苯甲酸乙酯的制备（还原） 在装有搅拌棒及球型冷凝器的 250 mL 三颈瓶中，加入 35 mL 水，2.5 mL 冰醋 酸和已经处理过的铁粉，开动搅拌，加热反应 5 min，稍冷，加入对硝基苯甲酸乙 酯 6 g 和 95% 乙醇 35 mL，在激烈搅拌下，回流反应 90 min。稍冷，在搅拌下，分 次加入温热的碳酸钠饱和溶液（由碳酸钠 3 g 和水 30 mL 配成），搅拌片刻，立即 抽滤（布氏漏斗需预热），冷却后析出结晶，抽滤，用稀乙醇洗涤，干燥得粗品。 （二）精制 将粗品置于装有球形冷凝器的 100 mL 圆底瓶中，加入 10~15 倍（mL/g）50% 乙醇，在水浴上加热溶解。稍冷，加活性碳脱色（活性碳用量视粗品颜色而定）， 加热回流 20 min，趁热抽滤（布氏漏斗、抽滤瓶应预热）。将滤液趁热转移至烧杯 中，自然冷却，待结晶完全析出后，抽滤，用少量 50% 乙醇洗涤两次，压干，干 燥，计算收率。 注意： 1. 还原反应中，因铁粉比重大，沉于瓶底，必须将其搅拌起来，才能使反应顺 利进行，故充分激烈搅拌是铁酸还原反应的重要因素。所用的铁粉需预处理，方法 为：称取铁粉 10 g 置于烧杯中，加入 2% 盐酸 25 mL，加热至微沸，抽滤，水洗至 pH 5~6，备用。 2. 最后一步抽滤时，铁粉还原后比较致密，容易堵塞滤纸，按实际情况注意随 时更换布氏漏斗或滤纸，也不宜将待滤液一次性全部倒入布氏漏斗过滤。 思考题： 1. 铁酸还原反应的机理是什么？ 2. 重结晶操作的注意事项有哪些？

实验三苯妥英的合成 、实验目的 1.学习二苯羟乙酸重排反应机理。 2.掌握用三氯化铁氧化的实验方法。 二、实验原理 苯妥英可作为抗癫痫药,用于治疗癫痫大发作,也可用于三叉神经痛。苯妥英 化学结构式为 OH 苯妥英为白色粉末,mp.293295°C,合成路线如下 心8#0C88 H2N NaoH H2N OH 三、实验方法 (一)联苯甲酰的制备 在装有球形冷凝器的250mL圆底烧瓶中,依次加入FeCl36H2O14g,冰醋酸 15mL,水6mL及沸石2粒,加热沸腾5min。稍冷,加入安息香2.5g,加热回流 50min。稍冷,加水50mL,再加热至沸腾后,将反应液倾入250nL烧杯中,搅 拌,放冷,析出黄色固体,抽滤。结晶用少量水洗,干燥,得粗品,计算收率

7 实验三 苯妥英的合成 一、实验目的 1. 学习二苯羟乙酸重排反应机理。 2. 掌握用三氯化铁氧化的实验方法。 二、实验原理 苯妥英可作为抗癫痫药，用于治疗癫痫大发作，也可用于三叉神经痛。苯妥英 化学结构式为： N H N O OH 苯妥英为白色粉末，mp. 293-295°C，合成路线如下： C CH O OH [O] C C O O C C O O + C O H2N H2N NaOH N H N O ONa N H N O OH HCl 三、实验方法 （一）联苯甲酰的制备 在装有球形冷凝器的 250 mL 圆底烧瓶中，依次加入 FeCl3.6H2O 14 g，冰醋酸 15 mL，水 6 mL 及沸石 2 粒，加热沸腾 5 min。稍冷，加入安息香 2.5 g，加热回流 50 min。稍冷，加水 50 mL，再加热至沸腾后，将反应液倾入 250 mL 烧杯中，搅 拌，放冷，析出黄色固体，抽滤。结晶用少量水洗，干燥，得粗品，计算收率

(二)苯妥英的制备 在装有球形冷凝器的100mL圆底烧瓶中,依次加入联苯甲酰2g,尿素0.7g, 20%氢氧化钠6mL,50%乙醇10mL及沸石1粒,直火加热,回流反应30min, 然后加入沸水60mL,活性碳0.3g,煮沸脱色10min,放冷过滤。滤液用10%盐 酸调pH6,析出结晶,抽滤。结晶用少量水洗,干燥得粗品,计算收率。 旋转防止粘连! 注意 1.制备联苯甲酰时,直火加热至中沸,通过测其熔点控制质量。 2.第二步回流需不时检査旋转冷凝管与瓶接口防止被碱腐蚀粘连。 思考题: 1.试述二苯羟乙酸重排的反应机理

8 （二）苯妥英的制备 在装有球形冷凝器的 100 mL圆底烧瓶中，依次加入联苯甲酰 2 g，尿素 0.7 g， 20% 氢氧化钠 6 mL，50% 乙醇 10 mL 及沸石 1 粒，直火加热，回流反应 30 min， 然后加入沸水 60 mL，活性碳 0.3 g，煮沸脱色 10 min，放冷过滤。滤液用 10 % 盐 酸调 pH 6，析出结晶，抽滤。结晶用少量水洗，干燥得粗品，计算收率。 注意： 1. 制备联苯甲酰时，直火加热至中沸，通过测其熔点控制质量。 2. 第二步回流需不时检查旋转冷凝管与瓶接口防止被碱腐蚀粘连。 思考题： 1. 试述二苯羟乙酸重排的反应机理

实验四磺胺醋酰钠的合成 、实验目的 1.通过磺胺醋酰钠的合成,了解控制pH、温度等反应条件和纯化产品的方法。 2.加深对磺胺类药物一般理化性质的认识。 二、实验原理 磺胺醋酰钠用于治疗结膜炎、沙眼及其它眼部感染。磺胺醋酰钠化学名为N [(4-氨基苯基}磺酰基]-乙酰胺钠-水合物,化学结构式为: NH 2NCOCH3 磺胺醋酰钠为白色结晶性粉末;无臭,微苦,易溶于水,微溶于乙醇、丙酮。 合成路线如下: NH NaoH 3CO)2O pH12-13 O2 NH 2 O.NCOCH NH NH2 pH7-8 O2 NHCOCH3 O2 NCOCH3 三、实验方法 (一)磺胺醋酰的制备 在装有搅拌棒及温度计的100mL三颈瓶中,加入磺胺17.2g,22.5%氢氧化钠 22mL,开动搅拌,于水浴上加热至50℃左右。待磺胺溶解后,分次加入醋酐13.6

9 实验四 磺胺醋酰钠的合成 一、实验目的 1. 通过磺胺醋酰钠的合成，了解控制 pH、温度等反应条件和纯化产品的方法。 2. 加深对磺胺类药物一般理化性质的认识。 二、实验原理 磺胺醋酰钠用于治疗结膜炎、沙眼及其它眼部感染。磺胺醋酰钠化学名为 N- [(4-氨基苯基)-磺酰基]-乙酰胺钠-水合物，化学结构式为： NH2 SO2NCOCH3 Na H2O 磺胺醋酰钠为白色结晶性粉末；无臭，微苦，易溶于水，微溶于乙醇、丙酮。 合成路线如下： NH2 SO2NH2 + (CH3CO)2O NaOH pH12-13 NH2 SO2NCOCH3 Na HCl pH4-5 NH2 SO2NHCOCH3 NaOH pH7-8 NH2 SO2NCOCH3 Na H2O 三、实验方法 （一）磺胺醋酰的制备 在装有搅拌棒及温度计的 100 mL 三颈瓶中，加入磺胺 17.2 g，22.5%氢氧化钠 22 mL，开动搅拌，于水浴上加热至 50℃左右。待磺胺溶解后，分次加入醋酐 13.6