基于学生审辩式思维能力培养的药学类化学实验磺胺醋酰钠合成研究

张 斌，方诗涵，陈安丹，张新波，许莉勇，张雅娟，秦永华

( 浙江医药高等专科学校，浙江 宁波 315000)

基于学生审辩式思维能力培养的药学类化学实验磺胺醋酰钠合成研究

张 斌，方诗涵，陈安丹，张新波，许莉勇，张雅娟，秦永华

( 浙江医药高等专科学校，浙江 宁波 315000)

为了提高实验的教学质量，减少环境污染，对磺胺醋酰钠的合成方法进行改进。以药用磺胺为原料，醋酐为酰化剂，在碱性溶液中制备磺胺醋酰钠。以苄基三乙基氯化铵为催化剂时，磺胺醋酰钠的收率为56.1%。

磺胺醋酰钠; 合成; 催化

磺胺醋酰钠为白色结晶性粉末，易溶于水，微溶于乙醇、丙酮，主要用于由易感染引起的表浅性结膜炎、角膜炎、睑膜炎等；也用于沙眼和衣原体感染的辅助治疗，霉菌性角膜炎的辅助治疗，以及眼外伤、慢性泪囊类，结膜角及内眼手术的前、后预防感染。合成原料易得，反应步骤少。实验中常以药用磺胺为原料，醋酐为酰化剂，在pH值 12～14 的碱性液中对N1进行选择性酰化来制备和胺醋酰；精制后的磺胺醋酰用20%NaOH水溶液与其成盐来制备磺胺醋酰钠[1]。在实验过程中，发现单纯用醋酐酰化磺胺利用率不高，而成盐一步操作较繁琐且很难获得产品，乙醇浪费严重等现象。在本次实验设计中，我们以学生为主体，培养学生的审辩式思维能力，教师现场对学生的个性化指导。在文献[1-3]报道的基础上，以药用磺胺为原料，醋酐为酰化剂，苄基三乙基氯化铵为催化剂，对磺胺醋酰钠合成进行了研究。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

88-1大功率恒温磁力搅拌器、真空干燥箱 DZF-6020型 、暗箱式紫外分析仪、磺胺(AR)、苄基三乙基氯化铵(AR)、乙酸酐(AR)，无水乙醇、氢氧化钠(AR)、乙酸乙酯(AR)、石油醚(AR)、氢氧化钠溶液，浓盐酸、0.1 mol/LHCl标准溶液、甲基橙-亚甲基蓝混合剂、活性炭。

1.2 磺胺醋酰的合成

在三颈圆底烧瓶中，加入磺胺8.6 g，22.5 %氢氧化钠溶液7.7 mL，苄基三乙基氯化铵0.2 g，搅拌。待磺胺完全溶解后，加入乙酸酐1.8 mL，44% 氢氧化钠溶液1mL。其中加料方式为分批滴加(每次间隔9min，分5次交替滴加40 %的NaOH溶液和醋酐，每次40 %的NaOH溶液0.8 mL，醋酐1 mL)，并且在加料期间反应温度需维持在50～55 ℃，反应pH值控制在12～13。待反应原料加料完毕之后，继续保温搅拌反应45 min，以TLC监控反应进程。反应完毕后，将反应液倾入100 mL烧杯中，加水12 mL稀释，用浓盐酸调至pH值 7，于冰水浴中冷却放置15 min。并不时搅拌析出固体，抽滤除去磺胺。将得到的滤液用浓盐酸调至pH值 4-5后，抽滤，得到单乙酰物和双乙酰物的混合物。根据计算，将混合物溶解在70%的乙醇溶液中。抽滤除去双乙酰物，将得到的滤液倒入梨型旋蒸瓶中，进行旋蒸，得到磺胺醋酰粗品。将的到的粗品加入6倍量的蒸馏水混合，水浴加热至90 ℃溶解，活性炭脱色，趁热过滤。滤液倒入烧杯中放置于冰水浴冷却，析出固体，抽滤，得磺胺醋酰精品。

1.2 磺胺醋酰钠的合成

根据磺胺醋酰的质量，准确计算并配制质量分数为3 %NaOH乙醇溶液溶解,将磺胺醋酰转移至烧杯中，加入40 mL 3 %NaOH乙醇溶液溶解，进行旋蒸，刮出固体放于表面皿，放入红外干燥箱干燥15 min，得到磺胺醋酰钠，称量为7.1g。

1.3 磺胺醋酰钠红外光谱鉴定

取干燥的磺胺醋酰钠约1 mg，加入磨细干燥的溴化钾粉末，混合均匀后，压成 0.5 mm 的薄片，检测红外光谱图。

2 实验结果

2.1 磺胺醋酰的结构确证

磺胺醋酰的结构均经IR和HPLC确证，合成产品和磺胺醋酰钠标品的红外光谱基本吻合，IR红外光谱中，可以发现3472 cm-1和3381cm-1处有中等强度的吸收峰，为NH的伸缩振动，1685 cm-1处为COCH3的伸缩振动，1640 cm-1处为NH2的伸缩振动，1596 cm-1，1505 cm-1和1470 cm-1为苯环的骨架振动，1323 cm-1处为SO2的骨架振动。经液相色谱外标法测定，磺胺醋酰钠的纯度为93.19%。经计算收率为56.1%。

图1 磺胺醋酰钠的合成路线

2.2 实验讨论

对单、双乙酰化物分离过程进行优化，磺胺醋酰在体积分数为70%～75 %的乙醇溶液中溶解度最大，而双乙酰化产物溶解度极小，故用乙醇溶解磺胺醋酰，分离出双乙酰化产物，然后蒸出乙醇和水，得到目标产物。其优点为不经过酸碱中和反应，直接利用待分离物的溶解性差异进行分离，减少了分离步骤，蒸出的乙醇可以套用，减少了对环境的污染，提高产率。

对成盐过程进行优化，根据磺胺醋酰钠溶于乙醇的物理性质，用5%NaOH乙醇液取代20%NaOH水溶液，并按计算量进行控制，通过实验验证，此步操作是实验简单化，避免了热水浴，冰盐浴，只要在室温中进行，所以乙醇可听过蒸馏回收，重新利用，回收率可达98%以上。相对传统的酰化反应，在酰化过程使用催化剂后，反应速率加快，操作更简便安全，产率提升。

2.3 注意事项

在交替加入44 %氢氧化钠溶液和醋酐时，先加氢氧化钠溶液，再加醋酐，加料采取滴加方式，并保持持续搅拌。

在反应交替加料过程时，应使反应溶液pH值始终保持在12～13，反应温度控制在50～55℃，以减少副产物的增加。

若碱性过强，其结果是磺胺较多，磺胺醋酰次之，磺胺双醋酰较少；若碱性过弱，其结果是磺胺双醋酰较多，磺胺醋酰次之，磺胺较少。

3 结语

通过磺胺醋酰钠的合成，引导学生提出解决问题的方法，并将设想进行验证，充分发挥学生的主观能动性。实现实验过程绿色化，并通过催化剂的加入，操作简便安全，取得了较高的磺胺醋酰钠收率。

[1] 金学平，武莹浣. 药物化学实训[M]. 北京：化学工业出版社，2010:131-135.

[2] 詹长娟,徐 伟,王 华, 等. ZH001 磺胺醋酰钠合成工艺的改进[J].应用化工, 2015,41(1):119-121.

[3] 刘座杓. ZH005 浅谈药物化学实验中磺胺醋酰钠的合成[J]. 中国石油和化工标准与质量,2012,33(16):30.

[3] 李 零, 胡伦香. ZH006 药学专业学生实验教学磺胺醋酰钠合成工艺的改进[J].贵阳医学院学报,2010,35(6):646-647.

ThePharmaceuticalChemistryExperimentofSulfacetamideSodiumSynthesisBasedonDevelopmentofStudentsThinkingAbilityTraining

ZhangBin,FangShihan,ChenAndan,ZhangXinbo,XuLiyong,ZhangYajuan,QinYonghua

(Zhejiang Pharmaceutical College, Ningbo 315000, China)

The synthesis method of sulfacetamide sodium was carried to improve the teaching quality, reduce environmental pollution. The experiment was carried under alkaline condition with medicinal sulfadiazine as raw material, acetic anhydride as acylating agent in alkaline solution. The yield of sulfacetamide sodium was 56.1 % when benzyl triethyl ammonium chloride was used as catalyst.

sulfacetamide sodium; synthesis;catalysis

2017-06-21

浙江省2015年度高等教育课堂教学改革项目(kg2015624)；浙江省2015年度高等教育教学改革项目(jg2015258)

张 斌(1966—)，浙江舟山人，大学，教授，化工方向。

O643

A

1008-021X(2017)18-0166-02

(本文文献格式张斌，方诗涵，陈安丹，等.基于学生审辩式思维能力培养的药学类化学实验磺胺醋酰钠合成研究[J].山东化工，2017，46(18)：166-167.)