新药研发实验讲义（药物化学部分）适用专业：制药工程专业2014
新药研发实验讲义 （药物化学部分） 适用专业：制药工程专业 2014
目录实验一阿司匹林(Aspirin)的合成.1实验二硝苯地平(Nifedipine)的合成.4
目 录 实验一 阿司匹林(Aspirin)的合成 .1 实验二 硝苯地平(Nifedipine)的合成 .4
实验一阿司匹林(Aspirin)的合成一、实验目的及原理实验目的：1、掌握酯化反应和重结晶的原理及基本操作。2、熟悉搅拌机的安装及使用方法。实验原理：阿司匹林为解镇痛药，用于治疗伤风、感冒、头痛、发烧、神经痛、关节痛及风湿病等。近年来，又证明它具有抑制血小板凝聚的作用，其治疗范围又进一步扩大到预防血栓形成，治疗心血管疾患。阿司匹林化学名为2-乙酰氧基苯甲酸，化学结构式为：OCOCHCOOH阿司匹林为白色针状或板状结晶，mp.135140℃，易溶乙醇，可溶于氯仿、乙醚，微溶于水。合成路线如下：OCOCHOH + (CH,CO)O HSO4- + CHCOOHCOOHCOOH二、实验用品及设备恒温磁力搅拌器，茄形瓶，量筒，布氏漏斗、抽滤瓶、球形冷凝管等。三、实验内容及步骤（一）酯化在装有搅拌棒及球形冷凝器的100mL三颈瓶中，依次加入水杨1
1 实验一 阿司匹林(Aspirin)的合成 一、实验目的及原理 实验目的： 1、掌握酯化反应和重结晶的原理及基本操作。 2、熟悉搅拌机的安装及使用方法。 实验原理： 阿司匹林为解镇痛药，用于治疗伤风、感冒、头痛、发烧、神经 痛、关节痛及风湿病等。近年来，又证明它具有抑制血小板凝聚的作 用，其治疗范围又进一步扩大到预防血栓形成，治疗心血管疾患。阿 司匹林化学名为 2-乙酰氧基苯甲酸，化学结构式为： 阿司匹林为白色针状或板状结晶，mp．135～140℃，易溶乙 醇，可溶于氯仿、乙醚，微溶于水。合成路线如下： 二、实验用品及设备 恒温磁力搅拌器，茄形瓶，量筒，布氏漏斗、抽滤瓶、球形冷 凝管等。 三、实验内容及步骤 （一）酯化 在装有搅拌棒及球形冷凝器的 100mL 三颈瓶中，依次加入水杨
酸10g，醋酐15mL，浓硫酸5滴。开动搅拌机，置油浴加热，待浴温升至70℃时，维持在此温度反应15-30min。停止搅拌，在室温下慢慢冷却，在冷却过程中阿司匹林会渐渐析出，若室温下无法结晶出，可采用冰浴充分冷却，需结晶完全。，将反应液倾入150mL冷水中（倾倒不能太快，搅拌要持续一段时间，否则固体呈油状粘稠物，无法抽滤干燥。即使进行重结晶，乙醇的用量也不好掌握。），继续搅拌，至阿司匹林全部析出。抽滤，用在室温下慢慢冷却，在冷却过程中阿司匹林会渐渐析出，若室温下无法结晶出，可采用冰浴充分冷却，需结晶完全。，压干，得粗品。(二)精制将阿司匹林粗品放在烧杯中，加入饱和的碳酸氢钠125ml，搅拌到没有二氧化碳放出，其不溶物不再减少。如有不溶的固体存在，真空抽滤，除去不溶物，并用少量水清洗，这一步要的是母液。另取烧杯一只，放入浓盐酸17.5ml和水50ml。将得到的滤液慢慢分多次到入烧杯中，边倒边搅拌，这时候阿司匹林从溶液中析出。将烧杯放入冰浴中冷却，尽可能多的析出晶体。然后抽滤固体！并用冷水洗涤。这时粗品成分：①水杨酸②阿司匹林。将所得到的阿司匹林粗品加入反应瓶中，加入适量乙酸乙酯（不超过15ml），在水浴中缓缓不断加热至固体溶解，自然冷却至室温，或接近室温后再用水浴冷却，然后阿司匹林渐渐析出，抽滤得到阿司匹林晶体。四、实验思考题2
2 酸 10g，醋酐 15mL，浓硫酸 5 滴。开动搅拌机，置油浴加热，待浴 温升至 70℃时，维持在此温度反应 15-30min。停止搅拌，在室温下 慢慢冷却，在冷却过程中阿司匹林会渐渐析出，若室温下无法结晶出， 可采用冰浴充分冷却，需结晶完全。，将反应液倾入 150mL 冷水中（倾 倒不能太快，搅拌要持续一段时间，否则固体呈油状粘稠物，无法抽 滤干燥。即使进行重结晶，乙醇的用量也不好掌握。），继续搅拌，至 阿司匹林全部析出。抽滤，用在室温下慢慢冷却，在冷却过程中阿司 匹林会渐渐析出，若室温下无法结晶出，可采用冰浴充分冷却，需结 晶完全。，压干，得粗品。 （二）精制 将阿司匹林粗品放在烧杯中，加入饱和的碳酸氢钠 125ml，搅拌 到没有二氧化碳放出，其不溶物不再减少。如有不溶的固体存在，真 空抽滤，除去不溶物，并用少量水清洗，这一步要的是母液。 另取烧杯一只，放入浓盐酸 17.5ml 和水 50ml。将得到的滤液慢 慢分多次到入烧杯中，边倒边搅拌，这时候阿司匹林从溶液中析出。 将烧杯放入冰浴中冷却，尽可能多的析出晶体。然后抽滤固体， 并用冷水洗涤。这时粗品成分：①水杨酸②阿司匹林。 将所得到的阿司匹林粗品加入反应瓶中，加入适量乙酸乙酯（不 超过 15ml），在水浴中缓缓不断加热至固体溶解，自然冷却至室温， 或接近室温后再用水浴冷却，然后阿司匹林渐渐析出，抽滤得到阿司 匹林晶体。 四、实验思考题
1、向反应液中加入少量浓硫酸的目的是什么？是否可以不加？为什么？2、本反应可能发生那些副反应?产生哪些副产物？3、阿司匹林精制选择溶媒依据什么原理？为何滤液要自然冷却？3
3 1、向反应液中加入少量浓硫酸的目的是什么?是否可以不加?为 什么? 2、本反应可能发生那些副反应?产生哪些副产物? 3、阿司匹林精制选择溶媒依据什么原理?为何滤液要自然冷却?
实验二硝苯地平(Nifedipine)的合成一、实验目的及原理实验目的：1．了解熟悉二氢吡啶类化合物的合成，以及Hanstzch反应在二氢吡啶类心血管药物生产中的应用。2．了解合成反应的中间控制的方法。实验原理：硝苯地平由乙酰乙酸乙酯、邻硝基苯甲醛、氨水缩合得到。NOCHOCH,COCH2COOCH, + NH3 +CH,O0COOCH:HCCH3No,硝苯地平在结构上属二氢吡啶衍生物，大多可以通过汉斯反应，由2分子酮酸酯和1分子醛、1分子氨缩合成环得到。机理如下：RCOCH2COORi +NH,-HORCCH,COOR'=RC=CHCOOR!NHNH2ACOR3R°CHO+R'COCH2COOR*R'CH=CCOOR4BR2R'OOCR'HCCOORAR'OOC、HCOOR*=ONHR3HO2R-H-COORR'O0HR'OOCCOOR4R'OO0OORNRH当R'和R4，R和R3分别相同时，即同一个酮酸酯，上述中间体A和B不必分离，可一锅法合成得到目的物。但当R'和R4，或R和4
4 实验二 硝苯地平(Nifedipine)的合成 一、实验目的及原理 实验目的： 1．了解熟悉二氢吡啶类化合物的合成，以及 Hanstzch 反应在二 氢吡啶类心血管药物生产中的应用。 2．了解合成反应的中间控制的方法。 实验原理： 硝苯地平由乙酰乙酸乙酯、邻硝基苯甲醛、氨水缩合得到。 CH3COCH2COOCH3 + NH3 + CHO NO2 N NO2 CH3 COOCH3 H3C CH3OOC 硝苯地平在结构上属二氢吡啶衍生物，大多可以通过汉斯反应， 由 2 分子酮酸酯和 1 分子醛、1 分子氨缩合成环得到。机理如下： RCOCH2COOR 1 H2O + NH3 RCCH2COOR 1 NH RC CHCOOR 1 NH2 R 2CHO + R 3COCH2COOR 4 H2O NH3 R 2CH C COR 3 COOR 4 R 1OOC CH C R NH2 + C C O COOR 4 R 3 R 2HC R 1OOC C NH R C C O COOR 4 R 3 R 2 H C C H R 1OOC C NH2 R C C O COOR 4 R 3 R 2 C C N COOR 4 R 1OOC R R 3 H R 2 H N COOR 4 R 1OOC R R 3 H R 2 H H H A B H 当 R 1和 R 4，R 和 R 3分别相同时，即同一个酮酸酯，上述中间体 A 和 B 不必分离，可一锅法合成得到目的物。但当 R 1和 R 4，或 R 和
R’有一对不同，或两对都不相同时，中间体A和B要分别制备，最后缩合。本过程中的副反应较多，如乙酰乙酸甲酯的分解，中间体（含烯链）的缩合等。二、实验用品及设备恒温磁力搅拌器，茄形瓶，量筒，布氏漏斗、抽滤瓶、球形冷凝管等。三、实验内容及步骤100mL梨型瓶装回流冷凝器，电磁搅拌，向反应瓶中依次加入邻硝基苯甲醛7.7g(0.05mol)、乙酰乙酸甲酯13.9g(0.12mol)、甲醇13mL和氨水(25~28%)5.5mL(0.08mol)。搅拌下缓缓加热，0.5h后至回流，反应2～3h后，取少许反应物，以TLC色谱检查反应情况，整个回流过程大约需要3～4h。静置，冷却至5℃，析出黄色结晶，布氏漏斗抽滤，少量冰甲醇洗，得粗产品。粗品按7-8倍体积的甲醇重结晶，必要时可趁热过滤，静置，冷却，过滤，少许冰甲醇洗涤，75℃下干燥，得到浅黄色结晶1011.5g，熔点172~174℃。产率60~65%。四、实验思考题1、反应开始时，如何避免大量氨气逸出。5
5 R 3有一对不同，或两对都不相同时，中间体 A 和 B 要分别制备，最 后缩合。本过程中的副反应较多，如乙酰乙酸甲酯的分解，中间体（含 烯链）的缩合等。 二、实验用品及设备 恒温磁力搅拌器，茄形瓶，量筒，布氏漏斗、抽滤瓶、球形冷凝 管等。 三、实验内容及步骤 100mL 梨型瓶装回流冷凝器，电磁搅拌, 向反应瓶中依次加入邻 硝基苯甲醛 7.7g (0.05 mol)、乙酰乙酸甲酯 13.9g(0.12mol)、甲醇 13 mL 和氨水(25～28%)5.5 mL (0.08 mol)。搅拌下缓缓加热，0.5h 后至回流， 反应 2～3h 后，取少许反应物，以 TLC 色谱检查反应情况，整个回 流过程大约需要 3～4h。静置，冷却至 5℃，析出黄色结晶，布氏漏 斗抽滤，少量冰甲醇洗，得粗产品。 粗品按 7-8 倍体积的甲醇重结晶，必要时可趁热过滤，静置，冷 却，过滤，少许冰甲醇洗涤，75℃下干燥，得到浅黄色结晶 10～11.5g， 熔点 172～174℃。产率 60～65%。 四、实验思考题 1、反应开始时，如何避免大量氨气逸出