โปรเคนไฮโดรคลอไรด์ (hcl)เป็นผงผลึกสีขาว ไม่มีกลิ่น มีรสขมเล็กน้อย ละลายน้ำได้ดี ละลายได้เล็กน้อยในเอทานอลและคลอโรฟอร์ม น้ำหนักโมเลกุลของสารประกอบคือ 272.77 ก./โมล จุดหลอมเหลวคือ 153-156 องศา และจุดเดือดคือ 373.6 องศา หรือที่เรียกว่าโนโวเคน เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ใช้ในการแพทย์เพื่อลดอาการปวดโดยการปิดกั้นสัญญาณประสาท เนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีของโพรเคนไฮโดรคลอไรด์ จึงมีการใช้งานที่หลากหลายในทางการแพทย์และเภสัชกรรม แต่ก็มีคุณสมบัติในการทำปฏิกิริยาหลายอย่างเช่นกัน
โดยปกติค่า pH จะอยู่ระหว่าง 45-6 ค่า pH นี้มีความสำคัญมากทั้งต่อความเสถียรและพฤติกรรมในร่างกาย เป็นสารที่ค่อนข้างอ่อน โดยปกติจะมีความแข็งระหว่าง 1-2 โมลาร์ ซึ่งหมายความว่าพื้นผิวของมันไวต่อรอยขีดข่วนและความเสียหาย ปริมาณความชื้นมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อคุณภาพ ปริมาณความชื้นที่สูงและต่ำเกินไปจะส่งผลต่อความเสถียรและกิจกรรม โดยปกติแล้ว ความชื้นควรอยู่ระหว่าง 1-2 เปอร์เซ็นต์
โปรเคนไฮโดรคลอไรด์เป็นยาชาเฉพาะที่ซึ่งใช้เป็นยาที่จำหน่ายหน้าเคาน์เตอร์เพื่อบรรเทาอาการปวดเล็กน้อย เช่น ปวดฟัน มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในวงการแพทย์เพราะเป็นยาชาเฉพาะที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ วิธีการต่างๆ สำหรับการสังเคราะห์โพรเคนไฮโดรคลอไรด์จะกล่าวถึงในที่นี้
1. กรดพาราอะมิโนเบนโซอิก (PABA) และปฏิกิริยาไดเอทิลอะมิโนเอธานอล:
วิธีการเตรียม Procaine ไฮโดรคลอไรด์ที่เร็วที่สุดคือการทำปฏิกิริยากับ PABA และ Diethylaminoethanol ภายใต้สภาวะที่เป็นด่างเพื่อสร้าง Procaine วิธีนี้ถูกค้นพบในปี 1905 โดย Ernest Fourneau และ Pierre Refrain
ประการแรก PABA ถูกทำให้เป็นกรดด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเพื่อสร้างเอไมด์ที่สอดคล้องกัน จากนั้นจะทำปฏิกิริยากับเอทิลีนไดเอมีนภายใต้การกระทำของโซเดียมไฮดรอกไซด์เพื่อสร้างเบสโพรเคน ในที่สุด เบสของโปรเคนจะถูกทำให้เป็นกลางด้วยสารละลายกรดไฮโดรคลอริกเพื่อให้ได้โปรเคนไฮโดรคลอไรด์
2. ปฏิกิริยาของ Procainamide และ PABA:
Procainamide เป็นยาออกฤทธิ์ต่อจิตประสาทขั้นสูงที่ได้รับจาก sulfonation of procaine ดังนั้น โพรเคนจึงทำปฏิกิริยากับกรด p-Toluenesulfonic และ H2SO4 เพื่อสร้าง 14-methylated procainamide และทำปฏิกิริยากับ PABA เพื่อสร้างเกลือ HCL
3. ปฏิกิริยาของโพรเคนและกรดเบนโซอิก:
โพรเคนไฮโดรคลอไรด์สามารถเตรียมได้โดยปฏิกิริยาการให้ความร้อนของโพรเคนและกรดเบนโซอิกที่อุณหภูมิ 300 องศา
4. ปฏิกิริยาระหว่าง Procaine และ p-amino Benzoic Acid ethyl ester:
ทำปฏิกิริยา procaine และ p-amino benzoic acid ethyl ester ในเมทานอล จากนั้นใช้สารละลายกรดไฮโดรคลอริกในน้ำเพื่อตกตะกอนไอออนเพื่อเตรียม procaine hydrochloride โดยตรง
5. ปฏิกิริยาของเอทิลีนไดเอมีนที่ป้องกัน BOC:
เอทิลีนไดเอมีนที่ป้องกันด้วย BOC สามารถทำปฏิกิริยากับ PABA ทำปฏิกิริยาไดอะโซติเซชันเมื่อมีโซเดียมไบคาร์บอเนต จากนั้นทำปฏิกิริยากับโปรเคนาไมด์เพื่อให้ได้โพรเคน และสุดท้ายเปลี่ยนเป็นโพรเคนไฮโดรคลอไรด์
5.1. เอทิลีนไดเอมีนที่ป้องกันโดย OC เป็นสารประกอบที่มีไดเอมีนเป็นหลักซึ่งมีสูตรทางเคมีเป็น C6H14N2O2. เตรียมได้จากการทำปฏิกิริยาเอทิลีนไดเอมีนกับ BOC-OSu (N-alkoxycalenyl chloride) สมการปฏิกิริยามีดังนี้:
H2คสช2ช2เอ็นเอช2บวก BOC-OSu → H2น(ช2)2NHBoc บวก HCl บวก CO2
ในหมู่พวกเขา HCl และ CO2 เป็นผลพลอยได้จากปฏิกิริยา และเอทิลีนไดเอมีนที่ป้องกัน BOC เป็นผลิตภัณฑ์เป้าหมาย
5.2. ปฏิกิริยากับโพรเคนไฮโดรคลอไรด์:
เอทิลีนไดเอมีนที่ป้องกันด้วย BOC สามารถทำปฏิกิริยากับโพรเคนไฮโดรคลอไรด์เพื่อสร้างสารประกอบใหม่ที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพสูงขึ้น สมการปฏิกิริยามีดังนี้:
H2น(ช2)2NHBoc บวก C13H20N2O2Cl → C19H30N4O3บวก HCl บวก Boc-NH2
ในหมู่พวกเขา C19H30N4O3เป็นผลิตภัณฑ์เป้าหมาย และ Boc-NH2 เป็นผลพลอยได้จากปฏิกิริยา
5.3. ขั้นตอนปฏิกิริยา
(1) ละลายเอทิลีนไดเอมีนที่ป้องกัน BOC ในคลอโรฟอร์มแห้ง 5 มล. เติม AlMe3 2.2 มิลลิโมล แล้วคนเบา ๆ ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 2 ชั่วโมง
(2) ละลายโพรเคนไฮโดรคลอไรด์ในคลอโรฟอร์มแห้ง 5 มล. เติมสารละลาย N,N-dimethylformamide (DMF) และโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) ร้อยละ 30 เพื่อปรับ pH เป็น 9-10
(3) ระบบปฏิกิริยาสองระบบข้างต้นถูกผสมและทำให้ร้อนที่ 60 ºC เป็นเวลา 4 ชั่วโมง
(4) หลังจากเย็นตัวแล้ว ส่วนผสมจะถูกล้างด้วยน้ำและย้ายไปยังกรวยแยก
(5) สกัดสารอินทรีย์ด้วยคลอโรฟอร์ม 3 ครั้ง
(6) เฟสอินทรีย์ถูกรวมเข้าด้วยกันและทำให้แห้งเหนือแอนไฮดรัส Na2SO4
(7) คลอโรฟอร์มถูกกำจัดออกโดยใช้เครื่องระเหยแบบหมุน และส่วนที่เหลือถูกละลายในคลอโรฟอร์มจำนวนเล็กน้อยและกรอง
(8) ผลิตภัณฑ์ถูกรวบรวมและสกัดอย่างหยาบด้วยไดเอทิลอีเทอร์ จากนั้นล้างด้วยของผสมน้ำ-เมทานอล 70 เปอร์เซ็นต์ (v/v)
(9) ตัวทำละลายถูกกำจัดออกโดยใช้เครื่องระเหยแบบหมุน และส่วนที่เหลือถูกทำให้แห้งภายใต้สุญญากาศ
(10) กำหนดคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของผลิตภัณฑ์ และตรวจหาจุดสูงสุดในการดูดซับด้วยเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ UV-Vis
5.4. บทสรุป:
ด้วยการปกป้องโพรเคนไฮโดรคลอไรด์ด้วยหมู่ N-alkoxycarbenyl และใช้เอทิลีนไดเอมีนที่ป้องกันด้วย BOC เพื่อทำปฏิกิริยา จึงสามารถเตรียมสารประกอบใหม่ที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพสูงกว่าได้ ในระหว่างกระบวนการเกิดปฏิกิริยา จำเป็นต้องให้ความสนใจกับการควบคุมสภาวะของปฏิกิริยา รวมถึงอุณหภูมิ ค่า pH เวลาในการทำปฏิกิริยา ฯลฯ เพื่อให้แน่ใจว่ามีความบริสุทธิ์และผลผลิตของผลิตภัณฑ์ สามารถระบุและวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์ได้โดยการวัดคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของผลิตภัณฑ์ และตรวจหาค่าสูงสุดในการดูดซับด้วยเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ที่มองเห็นด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต
6. วิธีการเอสเทอริฟิเคชัน:
สามารถเตรียมโพรเคนไฮโดรคลอไรด์ได้โดยใช้วิธีเอสเทอริฟิเคชัน ขั้นแรก ทำปฏิกิริยา PABA กับโพรพาโนอิกแอนไฮไดรด์หรือเบนโซอิลคลอไรด์เพื่อให้ได้โพรเคนเมทิลเอสเทอร์หรือโพรเคนเบนซิลเอสเทอร์ จากนั้นจึงใช้เอทิลีนไดเอมีนหรือโพรพิลีนไกลคอลเพื่อทำปฏิกิริยากับโพรเคนเมทิลเอสเทอร์หรือโพรเคนเบนซิลเอสเทอร์เพื่อให้ได้โพรเคนเบส ในที่สุด มันถูกทำให้เป็นกลางด้วยสารละลายกรดไฮโดรคลอริกเพื่อเตรียมโพรเคนไฮโดรคลอไรด์ วิธีการสังเคราะห์นี้สามารถรับรู้ได้ผ่านขั้นตอนต่อไปนี้
6.1. การพิจารณาการเลือกแอลกอฮอล์และกรดสำหรับเอสเทอริฟิเคชัน
ก่อนอื่น ควรเลือกเอสเทอริไฟด์แอลกอฮอล์ที่เหมาะสมสำหรับทำปฏิกิริยากับกรด โดยปกติแล้วหมู่ไฮดรอกซิลของแอลกอฮอล์ที่เลือกจะออกฤทธิ์มากกว่าและทำปฏิกิริยากับกรดได้ง่าย ในการสังเคราะห์โพรเคนไฮโดรคลอไรด์ สามารถเลือกแอลกอฮอล์เอสเทอร์ไฟด์เป็นโพรไคนาไมด์ และเลือกกรดเป็นกรดไดเมทิลคาร์บามิก (DMAMC) กลไกของปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันคือการสร้างเอสเทอร์ของกรดไขมันผ่านปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาด้วยกรดของหมู่ไฮดรอกซิลและคาร์บอกซิล
6.2. กำหนดเงื่อนไขของปฏิกิริยา
โดยปกติแล้ว ปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันจะต้องดำเนินการภายใต้อุณหภูมิ ความดัน และเวลาในการทำปฏิกิริยาที่แน่นอน และควรกำหนดเงื่อนไขเหล่านี้ในระหว่างการทดลองเพื่อให้ได้ผลผลิตสูงและผลิตภัณฑ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง ในการสังเคราะห์โพรเคนไฮโดรคลอไรด์ อุณหภูมิในการทำปฏิกิริยาคือ {{0}} องศา ความดันในการทำปฏิกิริยาคือ 1.5-2.0 atm และเวลาในการทำปฏิกิริยาคือ 16-24 ชั่วโมง
6.3. การเตรียมการตั้งค่าการทดลองและสารตั้งต้น
เตรียมอุปกรณ์และวัสดุสำหรับการทดลองที่จำเป็น รวมถึงกาต้มปฏิกิริยา เครื่องกวนแม่เหล็ก ฝาครอบเครื่องปฏิกรณ์ หลอดสุญญากาศ เครื่องซีล เครื่องมือชั่งน้ำหนัก ฯลฯ เอสเทอริไฟต์แอลกอฮอล์และกรดที่จำเป็นสำหรับปฏิกิริยาจะถูกผสมตามอัตราส่วนโมลาร์ที่กำหนด และละลายในอัตราส่วนที่เหมาะสม ตัวทำละลาย
6. 4. ปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชัน
เทสารตั้งต้นที่ผสมแล้วลงในกาต้มปฏิกิริยา เติมตัวเร่งปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันที่อุณหภูมิห้อง จากนั้นให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิปฏิกิริยาแล้วคน โดยปกติแล้ว จะเกิดแก๊สจำนวนมากที่จุดเริ่มต้นของปฏิกิริยา และตัวดูดซับที่เป็นกรดจะใช้ในการดูดซับกรดและน้ำ หลังจากปฏิกิริยาเสร็จสิ้น สารละลายของปฏิกิริยาถูกทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง และผลิตภัณฑ์เอสเทอริฟิเคชันถูกแยกออกโดยการกลั่นด้วยสุญญากาศ
6.5. ขั้นตอนการดำเนินการติดตามผล
หลังจากแยกผลิตภัณฑ์เอสเทอริฟิเคชันแล้ว จำเป็นต้องมีการบำบัดตามมาซึ่งรวมถึงการลดสี การตกผลึก และการทำให้บริสุทธิ์ โดยปกติแล้ว ผลิตภัณฑ์เอสเทอริฟิเคชันจะละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ กำจัดสีโดยตัวดูดซับถ่านกัมมันต์ จากนั้นจึงตกผลึกและทำให้บริสุทธิ์ และสุดท้าย ผลิตภัณฑ์จะถูกทำให้บริสุทธิ์โดยโครมาโตกราฟีของเหลวสมรรถนะสูง (HPLC) และเทคนิคอื่นๆ
หลังจากขั้นตอนข้างต้นเสร็จสิ้น จะได้สารประกอบโปรเคนไฮโดรคลอไรด์เอสเทอร์ที่มีความบริสุทธิ์สูงกว่า วิธีการสังเคราะห์นี้สามารถอำนวยความสะดวกให้กับการวิจัยของโพรเคนไฮโดรคลอไรด์ และยังสามารถให้ข้อมูลอ้างอิงสำหรับการสังเคราะห์สารประกอบเอสเทอร์อื่นๆ