Procaina cloridrato (hcl)è polvere cristallina bianca, inodore, sapore leggermente amaro, molto solubile in acqua, leggermente solubile in etanolo e cloroformio. Il peso molecolare del composto è 272,77 g/mol, il punto di fusione è 153-156 gradi e il punto di ebollizione è 373,6 gradi. Conosciuto anche come novocaina. È un composto organico utilizzato in medicina per ridurre il dolore bloccando i segnali nervosi. A causa delle proprietà chimiche della procaina cloridrato, ha una vasta gamma di applicazioni in medicina e farmacia, ma ha anche molte proprietà reattive.
Il suo pH è solitamente compreso tra 4.5-6. Questo pH è molto importante sia per la sua stabilità che per come si comporta nel corpo. È una sostanza relativamente morbida, di solito tra 1-2 durezza molare. Ciò significa che la sua superficie è più suscettibile a graffi e danni. Il contenuto di umidità è molto critico per la sua qualità. Un contenuto di umidità troppo alto e troppo basso influirà sulla sua stabilità e attività. Di solito, il suo contenuto di umidità dovrebbe essere compreso tra il 1-2 percento.
La procaina cloridrato è un anestetico locale che viene utilizzato anche come medicinale da banco per alleviare il dolore lieve, come il mal di denti. È ampiamente utilizzato nell'industria medica perché è un anestetico locale sicuro ed efficace. Qui verranno discussi diversi metodi per la sintesi del cloridrato di procaina.
1. Acido para-amminobenzoico (PABA) e reazione dietilamminoetanolo:
Il primo metodo di preparazione del cloridrato di procaina consiste nel far reagire PABA e dietilamminoetanolo in condizioni alcaline per formare la procaina. Questo metodo fu scoperto nel 1905 da Ernest Fourneau e Pierre Refrain.
In primo luogo, il PABA viene acidificato con acido solforico concentrato per formare la corrispondente ammide, quindi viene fatto reagire con etilendiammina sotto l'azione dell'idrossido di sodio per formare la base di procaina. Infine, la base di procaina viene neutralizzata con una soluzione di acido cloridrico per ottenere il cloridrato di procaina.
2. Reazione di Procainamide e PABA:
La procainamide è un farmaco psicotropo avanzato ottenuto per solfonazione della procaina. Pertanto, la procaina reagisce con l'acido p-toluensolfonico e H2SO4 per generare 14-procainamide metilata e reagisce con PABA per generare sale HCL.
3. Reazione procaina e acido benzoico:
Il cloridrato di procaina può essere preparato riscaldando la reazione di procaina e acido benzoico a 300 gradi.
4. La reazione tra la procaina e l'estere etilico dell'acido benzoico p-amino:
Far reagire la procaina e l'estere etilico dell'acido p-amino benzoico in metanolo, quindi utilizzare una soluzione acquosa di acido cloridrico per precipitare gli ioni per preparare direttamente il cloridrato di procaina.
5. Reazione dell'etilendiammina protetta da BOC:
L'etilendiammina protetta da BOC può reagire con PABA, effettuare la reazione di diazotizzazione in presenza di bicarbonato di sodio, quindi reagire con procainamide per ottenere procaina e infine convertirsi in procaina cloridrato.
5.1. L'etilendiammina protetta da OC è un composto a base di diammina con una formula chimica di C6H14N2O2. Viene preparato facendo reagire etilendiammina con BOC-OSu (N-alcossicalenil cloruro). L'equazione di reazione è la seguente:
H2NCH2CH2NH2più BOC-OSu → H2N(CH2)2NHBoc più HCl più CO2
Tra questi, HCl e CO2 sono sottoprodotti di reazione e l'etilenediammina protetta da BOC è il prodotto target.
5.2. Reazioni con procaina cloridrato:
L'etilendiammina protetta da BOC può reagire con il cloridrato di procaina per formare nuovi composti con attività biologica più elevata. L'equazione di reazione è la seguente:
H2N(CH2)2NHBoc più C13H20N2O2Cl → C19H30N4O3più HCl più Boc-NH2
Tra questi c19H30N4O3è il prodotto target e Boc-NH2 è il sottoprodotto della reazione.
5.3. Passi di reazione
(1) Sciogliere l'etilendiammina protetta da BOC in 5 mL di cloroformio secco, aggiungere 2,2 mmol di AlMe3 e mescolare delicatamente a temperatura ambiente per 2 ore.
(2) Sciogliere il cloridrato di procaina in 5 mL di cloroformio secco, aggiungere una soluzione di N,N-dimetilformammide (DMF) e idrossido di sodio al 30% (NaOH) per regolare il pH a 9-10.
(3) I due sistemi di reazione di cui sopra sono stati miscelati e riscaldati a 60 ºC per 4 ore.
(4) Dopo il raffreddamento, la miscela è stata lavata con acqua e trasferita in un imbuto separatore.
(5) Estrarre la fase organica con cloroformio tre volte.
(6) Le fasi organiche sono state combinate ed essiccate su Na2SO4 anidro.
(7) Il cloroformio è stato rimosso utilizzando un evaporatore rotante e il residuo è stato sciolto in una piccola quantità di cloroformio e filtrato.
(8) Il prodotto è stato raccolto ed estratto grossolanamente con etere dietilico, quindi lavato con una miscela di acqua-metanolo al 70% (v/v).
(9) Il solvente è stato rimosso utilizzando un evaporatore rotante e il residuo è stato essiccato sotto vuoto.
(10) Determinare le proprietà fisiche e chimiche del prodotto e rilevarne i picchi di assorbimento con uno spettrometro UV-Vis.
5.4. Conclusione:
Proteggendo il cloridrato di procaina con il gruppo N-alcossicarbenile e utilizzando per reagire etilendiammina protetta da BOC, è possibile preparare nuovi composti con attività biologica più elevata. Durante il processo di reazione, è necessario prestare attenzione al controllo delle condizioni di reazione, inclusi temperatura, valore di pH, tempo di reazione, ecc., per garantire la purezza e la resa del prodotto. Il prodotto può essere identificato e analizzato misurando le proprietà fisiche e chimiche del prodotto e rilevando il suo picco di assorbimento con uno spettrometro ultravioletto-visibile.
6. Metodo di esterificazione:
Il cloridrato di procaina può essere preparato utilizzando il metodo di esterificazione. In primo luogo, reagire PABA con anidride propanoica o cloruro di benzoile per ottenere procaina metil estere o procaina benzil estere. Successivamente, l'etilendiammina o il glicole propilenico vengono usati per reagire con l'estere metilico della procaina o l'estere benzilico della procaina per ottenere la base della procaina. Infine, viene neutralizzato con una soluzione di acido cloridrico per preparare il cloridrato di procaina. Questo metodo sintetico può essere realizzato attraverso i seguenti passaggi.
6.1. Determinazione della selezione di alcol e acido per l'esterificazione
Prima di tutto, dovrebbe essere selezionato un alcol esterificato appropriato per la reazione con un acido. Di solito, il gruppo ossidrile dell'alcool selezionato è più attivo e reagisce facilmente con l'acido. Nella sintesi del cloridrato di procaina, l'alcool esterificato può essere scelto come procainamide e l'acido può essere scelto come acido dimetilcarbamico (DMAMC). Il meccanismo della reazione di esterificazione consiste nel generare estere di acido grasso attraverso la reazione catalizzata dall'acido dei gruppi idrossilici e carbossilici.
6.2. Determinare le condizioni di reazione
Di solito, la reazione di esterificazione deve essere eseguita a determinate temperature, pressioni e tempi di reazione e queste condizioni devono essere determinate durante l'esperimento per ottenere prodotti ad alta resa e ad alta purezza. Nella sintesi del cloridrato di procaina, la temperatura di reazione è di {{0}} gradi, la pressione di reazione è di 1.5-2.0 atm e il tempo di reazione è di 16-24 ore.
6.3. Preparazione del setup sperimentale e dei reagenti
Preparare l'attrezzatura e i materiali sperimentali necessari, inclusi recipiente di reazione, agitatore magnetico, coperchio del reattore, tubo sottovuoto, sigillatore, strumento di pesatura, ecc. solvente.
6. 4. Reazione di esterificazione
Versare i reagenti miscelati in un recipiente di reazione, aggiungere un catalizzatore di esterificazione a temperatura ambiente, quindi portare alla temperatura di reazione e agitare. Tipicamente, all'inizio della reazione viene prodotta una grande quantità di gas e viene utilizzato un sorbente acido per assorbire l'acido e l'acqua. Dopo che la reazione è stata completata, la soluzione di reazione è stata raffreddata a temperatura ambiente e il prodotto di esterificazione è stato separato mediante distillazione sotto vuoto.
6.5. Fasi di elaborazione successive
Dopo che il prodotto di esterificazione è stato separato, sono necessari trattamenti successivi comprendenti decolorazione, cristallizzazione e purificazione. Di solito, il prodotto di esterificazione viene disciolto in un solvente organico, decolorato mediante adsorbente a carbone attivo, quindi cristallizzato e purificato, e infine il prodotto viene raffinato mediante cromatografia liquida ad alta prestazione (HPLC) e altre tecniche.
Dopo che le fasi di cui sopra sono state completate, si possono ottenere composti di estere cloridrato di procaina con maggiore purezza. Questo metodo di sintesi può portare convenienza alla ricerca del cloridrato di procaina e può anche fornire un riferimento per la sintesi di altri composti esteri.