局部麻醉剂——对氨基苯甲酸的合成研究

康舒，周迎春，张煜明，尤敏杰，丛华鑫，商安东

（辽宁工业大学化学与环境工程学院，辽宁锦州121001）

局部麻醉剂
——对氨基苯甲酸的合成研究

康舒，周迎春*，张煜明，尤敏杰，丛华鑫，商安东

（辽宁工业大学化学与环境工程学院，辽宁锦州121001）

本文以对硝基苯甲酸和Na2S为原料，用还原技术合成对氨基苯甲酸。经过加热，冷却，抽滤，重结晶等步骤得产品，通过测熔点的方法对产品进行表征。考察了还原剂用量，溶剂用量，反应时间，反应温度，结晶溶液pH值对其收率的影响。研究结果表明：当对硝基苯甲酸与Na2S的摩尔配比为1∶2.0、对硝基苯甲酸与NaHCO3的摩尔配比为1∶3.0、反应时间60℃、反应温度60min、结晶溶液pH值为5时，对氨基苯甲酸的收率较高。

对硝基苯甲酸；对氨基苯甲酸；硫化钠；合成

对氨基苯甲酸是一种重要的化工、医药中间体，广泛应用于印染、合成等工业领域[1]。其在染料工业上用作活性染料和偶氮染料的中间体，用于生产活性红M-10B，M-80，活性红紫等染料[2]。对氨基苯甲酸可用作防晒剂[3]，对太阳光的辐射有很好的防止作用。其最主要的应用是它的各种酯及其衍生物是广泛应用的局部麻醉剂，局部麻醉剂的优势在于简便易行，患者可以保持清醒，对身体干扰小，并达到麻醉的目的。它减少了无数患者的病痛而家喻户晓，成为全世界应用最广泛的药物之一。传统合成对氨基苯甲酸方法存在严重的污染和设备腐蚀问题[4]，所以，随着发展趋势以及药物市场的广泛应用，大家开始关注对氨基苯甲酸的合成方法[5]。因此，寻找无污染、还原效果良好、操作简单的合成方法成为近年来人们所研究的重点课题。本文就对氨基苯甲酸的合成进行了研究，并探讨了对氨基苯甲酸适宜的合成条件[6]。

1 实验部分

1.1 药品及仪器

对硝基苯甲酸；Na2S；NaHCO3；HCl；HAc。

电子天平；有机仪器；电子恒温水浴锅；循环水式真空泵；电热干燥箱；齐勒熔点测定管。

1.2 反应原理

以对硝基苯甲酸和Na2S为原料，NaHCO3为溶剂，通过还原反应完成对氨基苯甲酸的合成[7]。其反应方程式如下：

1.3 对氨基苯甲酸的合成

在装有温度计、搅拌器、回流冷凝管，容量为250mL的三口瓶中，加入2.0g对硝基苯甲酸，搅拌下将5.76gNa2S·9H2O及适量NaHCO3配制成的100mL溶液滴加至反应瓶中（15min加完）。加完后控制温度在60℃，继续反应40min。反应完毕，将溶液煮沸，除去生成的H2S后，过滤。滤液先用HCl调节pH值到7左右，再用冰醋酸调整到pH值到4.7～4.9。放置于冰浴中，冷却析出浅黄色针状晶体，过滤、干燥得粗产品。

将粗产物移至另一锥形瓶中，加入50mL去离子水，搅拌，冰水浴冷却使结晶完全析出，抽滤，冷水洗涤，压干滤饼，放入烘箱烘干，称量，计算收率[8]。

用齐勒熔点测定管测定提取物的熔点，并与对氨基苯甲酸的熔点（187℃）进行比较。

2 结果与讨论

2.1 还原剂用量的影响

当对硝基苯甲酸与NaHCO3的摩尔配比为1∶3.0，反应时间为60min，反应温度为60℃，对硝基苯甲酸与Na2S的摩尔配比分别为：1∶1.0，1∶1.5，1∶2.0，1∶2.5，1∶3.0时，对氨基苯甲酸的收率见表1。

表1 还原剂用量对对氨基苯甲酸收率的影响Tab.1 Influence of the dosage of reducing agent on the amino acid yield

由表1可以得出，随着Na2S用量的增加，对氨基苯甲酸收率先上升后下降，当摩尔配比为1∶2.0时，产品的收率达到最大值为78.1%。由方程式可以看出对硝基苯甲酸与Na2S用量的理论比值为1∶1.5，为使对硝基苯甲酸反应完全，因此，还原剂用量应较理论值多一些。若硫化钠用量过多，水解显碱性，溶液pH过高，生成氧化偶氮及偶氮化合物等副产物的机会增加，导致收率降低。

2.2 溶剂用量的影响

当对硝基苯甲酸与Na2S的摩尔配,1∶2.0，反应时间为60min，反应温度为60℃，对硝基苯甲酸与NaHCO3的摩尔配比分别为：1∶2.0，1∶2.5，1∶3.0，1∶3.5，1∶4.0时，对氨基苯甲酸的收率见表2。

表2 溶剂用量对对氨基苯甲酸收率的影响Tab.2 Influence of the dosage of solvent on the amino acid yield

由表2可以得出，随着NaHCO3用量的增加，对氨基苯甲酸的收率先增加后下降，当摩尔配比为1∶3.0时，收率达到最大为77.6%。由于反应过程中生成NaOH，使溶液的pH值增加，将发生双分子还原生成氧化偶氮化合物等副产物。因此，加入适量的NaHCO3能中和生成的NaOH，减少副反应的发生，从而提高产率；同时由于NaHCO3是强碱弱酸盐，水解显碱性，若过量加入同样会使溶液pH值增加，副反应增多，收率降低。

2.3 反应时间的影响

当对硝基苯甲酸与Na2S的摩尔配比为1∶2.0，反应温度为60℃，反应时间分别为：20，40，60，80，90min时，对氨基苯甲酸的收率见表3。

表3 反应时间对对氨基苯甲酸收率的影响Tab.3 Influence of reaction time on the amino acid yield

由表3可以得出，随着反应时间的增加，对氨基苯甲酸收率先上升再下降，当反应时间为60min时，收率达到最大为72.9%。在还原反应中，若反应时间短，对硝基苯甲酸未充分反应，产品收率低，随着反应时间的增加，反应趋于完全。此时再增加反应时间，会使反应的逆向移动，导致收率下降。

2.4 反应温度的影响

当对硝基苯甲酸与Na2S的摩尔配比为1∶2.0，反应时间为60min，反应温度分别为：40，50，60，70，80℃时，对安基苯甲酸的收率见表4。

表4 反应温度对对氨基苯甲酸收率的影响Tab.4 Influence of reaction temperature on the amino acid yield

由表4可以得出，当反应温度为60℃时，对氨基苯甲酸的合成效果好，收率最高，能达76.3%。反应初始温度低，不利于分子内氮氧键的断裂，反应进行不完全，收率低。由于反应放热，随着反应的升温，温度有利于分子内氮氧键的断裂，但温度过高不利于反应的正向进行，部分对氨基苯甲酸产品分解，副产物增加，从而影响收率。

2.5 结晶溶液pH的影响

当对硝基苯甲酸与Na2S的摩尔配比为1∶2.0，反应温度为60℃，反应时间为60min，结晶溶液pH值分别为：3，4，5，6，7时，对氨基苯甲酸的收率见表5。

表5 结晶溶液pH值对对氨基苯甲酸收率的影响Tab.5 Crystallization solution pH on the yield of amino acid

由表5可以得出，当结晶溶液pH值为5时，对氨基苯甲酸的收率最高，达到69.8%。对氨基苯甲酸分子中既有氨基，又有羧基，是两性物质，本身能生成内盐。在水溶液中，对氨基苯甲酸二偶极离子既可以与一个结合成为正离子，又可以失去成为一个负离子。这3种离子在水溶液中通过得到或失去相互转换同时存在，在pH值达到等电点（4.6～4.9）时溶液处于平衡，溶解度最小，易于与结晶，收率最高。

3 结论

以对硝基苯甲酸和Na2S为原料，采用还原技术合成对氨基苯甲酸的适宜条件为：对硝基苯甲酸与Na2S的摩尔配比为1∶2.0；对硝基苯甲酸与NaHCO3的摩尔配比为1∶3.0；反应时间为60min；反应温度为60℃；结晶溶液pH值为5。

［1］柯伟.对氨基苯甲酸制造技术［J］.化学与粘合，1997,33（4）:230-232.

［2］胡建立.对氨基苯甲酸的合成研究［J］.染料化工，1999,36（1）: 41-43.

［3］高明勇.苯甲酸衍生物的合成［J］.染料与染色,2007,44（1）:45-49.

［4］黄文焕，学连海，王广铨，等.对氨基苯甲酸合成新工艺的研究［J］.吉林化学院学报，2001,18（4）:1-3.

［5］秀杰，冀学时，孙洪远，等.对氨基苯甲酸合成方法改进［J］.辽宁化工，2002，31（11）:467-468.

［6］义志中，梁奕昌，朱广义.对氨基苯甲酸的合成研究进展［J］.广东工业大学分析测试中心，1997，4（4）:7-9.

［7］钱建华.对氨基苯甲酸的合成［J］.石油化工高等学校校报，1996，9（4）:37-38.

［8］张延坤，刘国忠.对氨基苯甲酸纯化工艺的改进［J］.化学试剂，1995,17（1）：60.

Study of synthesis of local anesthetics para aminobenzoic acid

KANG Shu，ZHOU Ying-chun，ZHANG Yu-ming，YOU Ming-jie，CONG Hua-xin，SHANG An-dong
（College of Chemical and Environment Engineering，Liaoning Institute of Technology，Jinzhou 12100，China）

Amino acid was synthesized by reduction technology with the nitro benzoic acid and sodium sulfide as raw material.After heating，cooling，filtering，heavy crystallization steps，the products were characterized by melting point measurement method.The dosage of reductant，dissolve of dosage，reaction time，reaction temperature，crystallization solution pH value were investigated on its yield.The results show that:When the p-nitrobenzoic acid and molar ratio of sodium sulfide was 1∶2.0，the p-nitrobenzoic acid and molar ratio of sodium bicarbonate was 1∶3.0，reaction temperature 60℃，reaction time 60min，the crystallization solution pH=5，yield of the amino acid was higher.

para nitrobenzoic acid；para aminobenzoic acid；sodium sulfide；synthesis

TQ246.37

A

1002-1124（2014）03-0067-03

2013-12-09

康舒（1991-），女，在读本科。

周迎春（1962-），女，教授，博士，主要研究方向：纳米材料和有机合成。