实验三十七 苯佐卡因的合成及其软膏剂的制备

实验三十七 苯佐卡因的合成及其软膏剂的制备 （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： 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： 三、实验操作 1．对硝基苯甲酸的制备（氧化） 在装有搅拌棒和球型冷凝器的250 mL三颈瓶中，加入重铬酸钠（含两个结晶水）23.6 g，水50 mL，开动搅拌，待重铬酸钠溶解后，加入对硝基甲苯8 g，用滴液漏斗滴加32 mL浓硫酸。滴加完毕，直火加热，保持反应液微沸60-90 min（反应中，球型冷凝器中可能有白色针状的对硝基甲苯析出，可适当关小冷凝水，使其熔融）。冷却后，将反应液倾入80 mL冷水中，抽滤。残渣用45 mL水分三次洗涤。将滤渣转移到烧杯中，加入5% 硫酸35 mL，在沸水浴上加热10 min，并不时搅拌，冷却后抽滤，滤渣溶于温热的5% 氢氧化钠溶液70 mL中，在50℃左右抽滤，滤液加入活性碳0.5 g脱色（5~10 min），趁热抽滤。冷却，在充分搅拌下，将滤液慢慢倒入15% 硫酸50 mL中，抽滤，洗涤，干燥得本品，计算收率。 2．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，逐渐加入浓硫酸2 mL，振摇使混合均匀，装上附有氯化钙干燥管的球型冷凝器，油浴加热回流80 min（油浴温度控制在100~120℃）；稍冷，将反应液倾入到100 mL水中，抽滤；滤渣移至乳钵中，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。 3．对氨基苯甲酸乙酯的制备（还原） A法：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8.6 g，开动搅拌，加热至95~98℃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），滤液冷却后析出结晶，抽滤，产品用稀乙醇洗涤，干燥得粗品。 B法：在装有搅拌棒及球型冷凝器的100 mL三颈瓶中，加入水25 mL，氯化铵0.7 g，铁粉4.3 g，直火加热至微沸，活化5 min。稍冷，慢慢加入对硝基苯甲酸乙酯5 g，充分激烈搅拌，回流反应90 min。待反应液冷至40℃左右，加入少量碳酸钠饱和溶液调至pH 7~8，加入30 mL氯仿，搅拌3~5 min，抽滤；用10 mL氯仿洗三颈瓶及滤渣，抽滤，合并滤液，倾入100 mL分液漏斗中，静置分层，弃去水层，氯仿层用5% 盐酸90 mL分三次萃取，合并萃取液（氯仿回收），用40% 氢氧化钠调至pH 8，析出结晶，抽滤，得苯佐卡因粗品，计算收率。 4．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，测熔点，计算收率。 5．结构确证 物TLC对照法、红外吸收光谱法。 四、注意事项 1. 氧化反应一步在用5% 氢氧化钠处理滤渣时，温度应保持在50℃左右，若温度过低，对硝基苯甲酸钠会析出而被滤去。 2. 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。 3. 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。 4. 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。A法中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，在石棉网上加热至微沸，抽滤，水洗至pH 5~6，烘干，备用。 五、思考题 1. 氧化反应完毕，将对硝基苯甲酸从混合物中分离出来的原理是什么？ 2. 酯化反应为什么需要无水操作？ 3. 铁酸还原反应的机理是什么？ (张大同) （二）苯佐卡因软膏剂的制备 一、实验目的 1．掌握不同类型软膏基质的制备方法。 2. 掌握软膏中药物含量的测定方法。 二、实验原理 软膏剂系指药物与适宜基质均匀混合制成的具有适当稠度的膏状外用制剂。它可在局部发挥疗效或起保护和润滑皮肤的作用，药物也可透过皮肤吸收进入体循环，产生全身治疗作用。 在软膏剂中，基质占软膏的绝大部分。基质不仅是软膏的赋型剂，同时也是药物载体，对软膏剂的质量、药物的释放以及药物的吸收都有重要影响，常用的软膏基质根据其组成可分为三类： 1． 油脂性基质： 此类基质包括烃类、类脂及动植物油脂。此类基质中除植物油和蜂蜡加热熔 合制成的单软膏和凡士林可单独用作软膏基质外，其它油脂性成分如液体石蜡、羊毛脂等多用于调节软膏稠度，以得到适宜的软膏基质。 2． 乳剂型基质： 由半固体或固体油溶性成分，水溶性成分和乳化剂三种成分组成。常用的乳化有肥皂类、高级脂肪醇与脂肪醇硫酸脂类、多元醇脂类如三乙醇胺皂、月桂醇硫酸钠、聚山梨酯-80等。根据使用不同的乳化剂，可制得O/W型和W/O型软膏。用乳剂型基质的制备的软膏剂也称乳膏剂。 3． 水溶性基质： 由天然或合成的水溶性高分子物质所组成。常用的有甘油明胶，纤维素衍生物及聚乙二醇，聚丙烯酸等。 对于制备软膏剂用的固体药物，除在基质的某一组分中溶解或共熔者外，应预先用适量的方法制成细粉。必要时软膏剂中可加入透皮吸收促进剂、保湿剂、防腐剂等。软膏剂可根据药物与基质的性质不同用研和法，熔和法和乳化法制备。由半固体和液体成分组成的软膏基质常用研和法制备，即先取药物与部分基质或适宜液体研磨成细腻糊状，再递加其它基质研匀（取少许涂于手上无砂砾感）。若软膏基质由熔点不同的成分组成，在常温下不能均匀混合时，采用熔和法制备，即基质中可溶性的药物可直接加到熔化的基质中，不溶性药物可粉筛入溶化或软化的基质中，搅匀至冷凝即得。乳剂型软膏剂采用乳化法制备，即将油溶性物质加热至70~80℃使熔化（必要时可用筛网滤除杂质），另将水溶性成分溶于水中，加热至较油相成分相同或略高温度，将水相慢慢加入油相中，边加边搅至冷凝即得。 三、实验操作 （一）单软膏的制备 1.处方 蜂蜡            6.6g 植物油          15ml（6.7g） 2.操作： 取处方量蜂蜡于蒸发皿中，置水浴上加热，熔化后，缓缓加入植物油，搅拌均匀，自水浴上取下，不断搅拌至冷凝，即得。 3.操作注意： 加入植物油后应不断搅拌混匀，再从水浴取下搅拌至冷凝，否则容易分层。 （二）O/W型乳剂型软膏基质的制备 1.处方 硬脂醇      1.8g 白凡士林    2.0g 液体石蜡    1.3ml 月桂醇硫酸钠 0.2g 尼泊金乙酯  0.02g 甘油        0.1g 蒸馏水适量 制成20g 2.操作： 取油相成分（硬脂醇、白凡士林和液体石蜡）于蒸发皿中，置水浴上加热至70~80℃使其熔化；取水相成分（月桂醇硫酸钠，尼泊金乙酯，甘油和计算量蒸馏水）于蒸发皿（或小烧杯）中加热至70～80℃，在搅拌下将水相成分以细流状加入油相成分中，在水浴上继续保持恒温并搅拌几分钟，然后在室温下继续搅拌至冷凝，即得O/W型乳剂型基质。 （三）水溶性软膏基质的制备 1.处方： 甘油                  24.4g 水                    24.7g 1%苯甲酸钠水溶液      1 ml 卡波沫940              0.25g 三乙醇胺                0.25g 2.操作： （1）在搅拌下，将卡波沫940缓慢加入水中，搅拌至卡波沫940全部分散。 （2）加甘油，搅拌均匀后，加三乙醇胺，调pH到6～11。加热至胶体沸腾，以驱尽空气泡，煮沸10分钟，冷却至室温，加入苯甲酸钠水溶液，搅拌均匀，即得。 3.操作注意 （1）卡波末在搅拌时容易产生气泡，所以胶体加热时间一般应以除尽气泡为度。 （2）1%苯甲酸钠溶液的配制：称取苯甲酸钠1g，用蒸馏水定容至100ml，即得。 （四）5%苯佐卡因软膏剂的制备 1.操作 (1) 苯佐卡因单软膏剂的制备：称取苯佐卡因粉末0.5g置于研钵中，分次加入单软膏基质9.5g，研匀，即得。 (2) 苯佐卡因凡士林软膏剂的制备：称取凡士林9.5g于蒸发皿中，置水浴上加熔化，搅拌下加入苯佐卡因粉末0.5g ，搅匀，冷却凝固，即得。 (3) 苯佐卡因O/W乳剂型软膏的制备：称取苯佐卡因粉末0.5g置于研钵中，分次加入O/W型乳剂基质9.5g，研匀，即得。 (4) 苯佐卡因水溶性软膏剂的制备：称取苯佐卡因粉末0.5g置于，分次加入水溶性基质9.5g，研匀，即得。 2.操作注意： 苯佐卡因需先粉碎成细粉（按药典标准应过100目）。 （五）主药含量测定 1.苯佐卡因标准曲线的制备 精密称取干燥的苯佐卡因0.5g置100 ml量瓶中，以乙醇溶解并稀释至刻度备用。精密量取标准储备液0.5、1、2、4、5ml，分别置100 ml量瓶中，加乙醇至刻度，混匀，得浓度为25、50、100、200、250μg／ml的苯佐卡因系列标准液。取乙醇作为空白对照，于290 nm波长测吸收度，以苯佐卡因浓度相对应吸收度做线性回归。 2. 所得软膏主药含量的测定 分别精密称取制备的苯佐卡因软膏5g，置100 ml量瓶中，加适量乙醇于50℃水浴加热振荡，冷却至室温后加乙醇稀释至刻度，过滤，取续滤液1ml，置100mll量瓶中，加乙醇至刻度，摇匀，测定吸收度，代人1中所得的标准曲线中，用回归方程计算含量。 标示药物含量（%）＝所测药物含量(g)/加入药物含量（g）×100% 四、实验结果与讨论 1.制得的四种双氯酚酸钾软膏涂布在自已的皮肤上，评价是否细腻，比较四种软膏的粘稠性与涂布性，讨论四种软膏中各组分的作用。 2.计算所得软膏制剂的标示药物含量。 五、思考题 1．软膏剂制备过程中药物加入方法有几种？ 2．从本实验的药物含量测定方法的思路出发，自己设计一下测定软膏剂中药物释放的实验方法？ （时念秋） 实验三十八扑炎痛的合成及其片剂的制备 （一）扑炎痛的合成 一、实验目的 1. 通过乙酰水杨酰氯的制备，了解氯化试剂的选择及操作中的注意事项。 2. 通过本实验了解拼合原理在化学结构修饰方面的应用。 3. 通过本实验了解Schotten-Baumann酯化反应原理。 二、实验原理 扑炎痛为一种新型解热镇痛抗炎药，是由阿司匹林和扑热息痛经拼合原理制成，它既保留了原药的解热镇痛功能，又减小了原药的毒副作用，并有协同作用。适用于急、慢性风湿性关节炎，风湿痛，感冒发烧，头痛及神经痛等。扑炎痛化学名为2-乙酰氧基苯甲酸-乙酰胺基苯酯，化学结构式为： 扑炎痛为白色结晶性粉末，无臭无味。mp.174~178℃，不溶于水，微溶于乙醇，溶于氯仿、丙酮。 合成路线如下： 三、实验操作 1．乙酰水杨酰氯的制备 在干燥的100 mL圆底烧瓶中，依次加入吡啶2滴，阿司匹林10 g，氯化亚砜5.5 mL，迅速按上球形冷凝器（顶端附有氯化钙干燥管，干燥管连有导气管，导气管另一端通到水池下水口）。置油浴上慢慢加热至70℃（约10~15 min），维持油浴温度在70±2℃反应70 min，冷却，加入无水丙酮10 mL，将反应液倾入干燥的100 mL滴液漏斗中，混匀，密闭备用。 2．扑炎痛的制备 在装有搅拌棒及温度计的250 mL三颈瓶中，加入扑热息痛10 g，水50 mL。冰水浴冷至10℃左右，在搅拌下滴加氢氧化钠溶液（氢氧化钠3.6 g加20 mL水配成，用滴管滴加）。滴加完毕，在8~12℃之间，在强烈搅拌下，慢慢滴加上次实验制得的乙酰水杨酰氯丙酮溶液（在20 min左右滴完）。滴加完毕，调至pH≥10，控制温度在8~12℃之间继续搅拌反应60 min，抽滤，水洗至中性，得粗品，计算收率。 3．精制 取粗品5 g置于装有球形冷凝器的100 mL圆底瓶中，加入10倍量（w/v）95% 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30 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，压干；用少量乙醇洗涤两次（母液回收），压干，干燥，测熔点，计算收率。 4．结构确证 标准物TLC对照法、红外吸收光谱法。 四、注意事项 1. 二氯亚砜是由羧酸制备酰氯最常用的氯化试剂，不仅价格便宜而且沸点低，生成的副产物均为挥发性气体，故所得酰氯产品易于纯化。二氯亚砜遇水可分解为二氧化硫和氯化氢，因此所用仪器均需干燥；加热时不能用水浴。反应用阿司匹林需在60℃干燥4 h。吡啶作为催化剂，用量不宜过多，否则影响产品的质量。制得的酰氯不应久置。 2. 扑炎痛制备采用Schotten-Baumann方法酯化，即乙酰水杨酰氯与对乙酰氨基酚钠缩合酯化。由于扑热息痛酚羟基与苯环共轭，加之苯环上又有吸电子的乙酰胺基，因此酚羟基上电子云密度较低，亲核反应性较弱；成盐后酚羟基氧原子电子云密度增高，有利于亲核反应；此外，酚钠成酯，还可避免生成氯化氢，使生成的酯键水解。 五、思考题 1. 乙酰水杨酰氯的制备，操作上应注意哪些事项？ 2. 扑炎痛的制备，为什么采用先制备对乙酰胺基酚钠，再与乙酰水杨酰氯进行酯化，而不直接酯化？ 3. 通过本实验说明酯化反应在结构修饰上的意义。 (张大同) （二）扑炎痛片剂的制备 一、实验目的 1. 通过片剂制备，掌握湿法制粒压片的工艺过程。 2. 掌握单冲压片机的使用方法及片剂质量的检查方法。 3. 考察压片力及崩解剂等对片剂的硬度或崩解的影响。 二、实验原理 片剂是应用最为广泛的药物剂型之一。片剂的制备方法有制颗粒压片（分为湿法制粒和干法制粒），粉末直接压片和结晶直接压片。其中，湿法制粒压片最为常见，现将传统湿法制粒压片的生产工艺过程介绍如下： 混合 压片 片剂 整个中各工序都直接影响片剂的质量。制备片剂的药物和辅料在使用前必须经过干燥，粉碎和过筛等处理，方可投料生产。为了保证药物和辅料的混合均匀性以及适宜的溶出速度，药物的结晶须粉碎成细粉，一般要求粉末细度在100目以上。向已混匀的粉料中加入适量的粘合剂或润湿剂，用手工或混合机混合均匀制软材，软材的干湿程度应适宜，除用微机自动控制外，也可凭经验掌握，即以“握之成团，轻压即散”为度。软材可通过适宜的筛网制成均匀的颗粒。过筛制得的颗粒一般要求较完整，如果颗粒中含细粉过多，说明粘合剂用量过少，若呈线条状，则说明粘合剂用量过太多。这两种情况制成的颗粒烘干后，往往出现太松或太硬的现象，都不符合压片对颗粒的要求。制好的湿颗粒应尽快干燥，干燥的温度由物料的性质而定，一般为50～60℃，对湿热稳定者，干燥温度可适当提高。湿颗粒干燥后，需过筛整粒以便将粘结成块的颗粒散开，同时加入润滑剂和需外加法加入的崩解剂并与颗粒混匀。整粒用筛的孔径与制粒时所用筛孔相同或略小。压片前必须对干颗粒及粉末的混合物进行含量测定，然后根据颗粒所含主药的量计算片重。 根据片重选择筛目与冲膜直径，其之间的常用关系可参考1。根据药物密度不同，可进行适当调整。 表1  根据片重可选的筛目与冲膜的尺寸 筛目数 片重冲膜直径 （mg）湿粒干粒（mm） 50            18      16-20                      5-5.5 100          16      14-20                      6-6.5 150          16      14-20                      7-8 200          14      12-16                      8-8.5 300          12      10-16                      9-10.5 500          10      10-12                      12 制成的片剂需按照中国药典规定的片剂质量标准进行检查。检查的项目,除片剂的外观应完整、光洁、色泽均匀、硬度适当、含量准确外,必须检查重量差异和崩解时限。对有些片剂产品药典还规定检查溶出度和含量均匀度,并规定凡检查溶出度的片剂,不再检查崩解时限,凡检查含量均匀度的片剂,不再检查重量差异。 另外,在片剂的制备过程中,所施加的压片力不同,所用的润滑剂、崩解剂等的种类不同,都会对片剂的硬度或崩解时限产生影响。 三、实验操作 (一)压片力对扑炎痛片剂硬度和崩解性能的影响 1.处方: 扑炎痛          20g 淀粉        2g 枸椽酸适量 10%淀粉浆适量 滑石粉        1g 2 操作: ①10%淀粉浆的制备:将0.2g枸椽酸(或酒石酸)溶于约20ml蒸馏水中,再加入淀粉约2g分散均匀,加热糊化,制成10%淀粉浆。 ②制颗粒:取处方量扑炎痛与淀粉混合均匀,加适量10%淀粉浆制软材, 过16目筛制粒,将湿颗粒于40-60℃干燥，16目筛整粒并与滑石粉混匀(5%)。 ③在不同压力下压片：将上述扑炎痛颗粒分别在高、低两个不同压力下压片，测定各压力下片剂的硬度和崩解时限，结果记录入表3。 3 操作注意 ①在实验室中配制淀粉浆：可用直火加热，也可以水浴加热。若用直火时，需不停搅拌，防止焦化而使片面产生黑点。 ②加浆的温度，以温浆为宜，温度太高不利药物稳定，太低不宜分散均匀。 (二)崩解剂、表面活性剂对对乙酰氨基酚片剂崩解性能的影响 1． 处方 扑炎痛      20g 15%淀粉浆适量 崩解剂适量 硬脂酸镁适量 2． 操作 ①聚山梨酯淀粉的制备：称取0.5g聚山梨酯-80，溶于15ml乙醇中，加15g淀粉，搅拌均匀，于70℃干燥，过100目筛，备用。 ②15%淀粉浆的制备：称取淀粉6g于40ml蒸馏水中均匀分散，加热糊化，即可。 ③扑炎痛颗粒的制备：取扑炎痛细粉20g，加入15%淀粉浆适量，制成软材，过16目筛制粒，湿粒在60℃干燥，干颗粒过16目筛整粒。 ④加入不同的崩解剂或表面活性剂：将③中的扑炎痛干颗粒平均分为三份，颗粒称重，第一份中加入6%干淀粉，第二份中加入6%羧甲基淀粉钠，第三份中加入6%聚山梨酯淀粉，再分别加入1%硬脂酸镁，混匀，三份颗粒在相同压力下压片，测定三种片剂的崩解时间。结果记录入表4。 3．操作注意 干淀粉应在105℃干燥约2小时，使含水量在8～10%之间。 (三) 质量检查与评定 本实验检查硬度、脆碎度、崩解时限和重量差异。将各项检查结果列于表4。 1．硬度检查法： 采用破碎强度法，采用片剂四用测定仪进行测定。方法如下：将药片径向固定在两横杆之间，其中的活动柱杆借助弹簧沿水平方向对片剂径向加压，当片剂破碎时，活动柱杆的弹簧停止加压，仪器刻度盘所指示的压力即为片的硬度。测定3～6片，取平均值。结果列于表3。 2．脆碎度检查法： 取药片，按中国药典2000年版二部附录X G项下检查法，置片剂四用测定仪脆碎度检查槽内检查，记录检查结果。 检查方法及规定如下：片重为0.65g或以下者取若干片，使其总重量约为6.5g；片重大于0.65g者取10片。用吹风机吹去脱落的粉末，精密称重，置圆筒中，转动100次。取出，同法除去粉末，精密称重，减失重量不得过1%，且不得检出断裂、龟裂及粉碎的片。 3．崩解时间检查法： 应用片剂四用测定仪进行测定。采用吊篮法，方法如下：取药片6片，分别置于吊篮的玻璃管中，每管各加一片，开动仪器使吊篮浸入37±1.0℃的水中，按一定的频率（30-32次/min）和幅度（55±2mm）往复运动。从片剂置于玻璃管开始计时，至片剂破碎并全部固体粒子都通过玻璃管底部的筛网（Φ2mm）为止，该时间即为该片剂的崩解时间，应符合规定崩解时限（一般压制片为15min）。如有1片不符合要求，应另取6片复试，均应符合规定。结果列于表2。 4．重量差异检查法 取药片20片，精密称定总重量，求得平均片重后，再分别精密称定各片的重量。每片重量与平均片重相比较（凡无含量测定的片剂，每片重量应与标示片重比较）超出重量差异限度（见表2）的药片不得多于2片，并不得有1片超出限度1倍。 表2  重量差异限度 平均片重 重量差异限度 0.30g以下 ±7.5% 0．30g或0.30g以上 ±5%     四、实验结果与讨论 1. 将上述实验结果列于表。 表3  压片力对片剂硬度和崩解性能的影响 编号 压力 硬度(kg) 崩解时间(min) 1 2 3 4 5 6平均 1 2 3 4 5 6平均 1 2 高 低     结论               表4 崩解剂、表面活性剂对片剂崩解性能的影响 编号   硬度（kg）   崩解时间（min） 1 2 3 4 5 6 平均 1 2 3 4 5 6 平均 3 6%淀粉浆 4 6%羧甲基淀粉钠 5 6%聚山梨酯淀粉           2.分析并讨论实验结果，总结出影响片剂崩解的因素及原理。 3.根据实验结果，总结出主药性质与辅料选择的关系。 五、思考题 1. 片剂的崩解时限合格，是否还需测定其溶出度? 2. 如果制备中药浸膏片，与制备化学药片有什么不同？