Prókaín hýdróklóríð (hcl)er hvítt kristallað duft, lyktarlaust, örlítið beiskt bragð, mjög leysanlegt í vatni, lítillega leysanlegt í etanóli og klóróformi. Mólþungi efnasambandsins er 272,77 g/mól, bræðslumarkið er 153-156 gráður og suðumarkið er 373,6 gráður. Einnig þekkt sem Novocain. Það er lífrænt efnasamband sem notað er í læknisfræði til að draga úr sársauka með því að hindra taugaboð. Vegna efnafræðilegra eiginleika prókaínhýdróklóríðs hefur það margs konar notkun í læknisfræði og lyfjafræði, en það hefur einnig marga hvarfgjarna eiginleika.
pH þess er venjulega á milli 4.5-6. Þetta pH er mjög mikilvægt bæði fyrir stöðugleika þess og hvernig það hegðar sér í líkamanum. Það er tiltölulega mjúkt efni, venjulega á milli 1-2 mól hörku. Þetta þýðir að yfirborð þess er næmari fyrir rispum og skemmdum. Rakainnihald er mjög mikilvægt fyrir gæði þess. Of hátt og of lágt rakainnihald mun hafa áhrif á stöðugleika þess og virkni. Venjulega ætti rakainnihald þess að vera á milli 1-2 prósenta.
Prókaínhýdróklóríð er staðdeyfilyf sem einnig er notað sem lausasölulyf til að lina væga verki, svo sem tannpínu. Það er mikið notað í lækningaiðnaðinum vegna þess að það er öruggt og áhrifaríkt staðdeyfilyf. Hér verður fjallað um nokkrar aðferðir við myndun prókaínhýdróklóríðs.
1. Para-amínóbensósýra (PABA) og díetýlamínóetanól hvarf:
Elsta undirbúningsaðferð Procaine hýdróklóríðs er að hvarfa PABA og díetýlamínóetanól við basísk skilyrði til að mynda prókaín. Þessi aðferð var uppgötvað árið 1905 af Ernest Fourneau og Pierre Refrain.
Fyrst er PABA sýrt með óblandaðri brennisteinssýru til að mynda samsvarandi amíð, og síðan er það hvarfað við etýlendiamín undir virkni natríumhýdroxíðs til að mynda prókaínbasa. Að lokum er prókaínbasinn hlutleystur með saltsýrulausn til að fá prókaínhýdróklóríð.
2. Hvarf prókaínamíðs og PABA:
Procainamíð er háþróað geðlyf sem fæst með súlfoneringu prókaíns. Þess vegna hvarfast prókaín við p-tólúensúlfónsýru og H2SO4 til að mynda 14-metýlerað prókaínamíð og hvarfast við PABA til að mynda HCL salt.
3. Prókaín og bensósýruviðbrögð:
Hægt er að framleiða prókaínhýdróklóríð með því að hita viðbrögð prókaíns og bensósýru við 300 gráður.
4. Hvarfið milli prókaíns og p-amínóbensósýruetýlesters:
Hvarfðu prókaín og p-amínóbensósýruetýlester í metanóli og notaðu síðan saltsýru vatnslausn til að fella út jónir til að undirbúa beint prókaínhýdróklóríð.
5. Hvarf BOC-varið etýlendiamíns:
BOC-varið etýlendiamín getur hvarfast við PABA, framkvæmt díasótunarviðbrögð í viðurvist natríumbíkarbónats, hvarfast síðan við prókaínamíð til að fá prókaín og að lokum breytt í prókaínhýdróklóríð.
5.1. OC-varið etýlen díamín er díamín byggt efnasamband með efnaformúlu C6H14N2O2. Það er framleitt með því að hvarfa etýlen díamín við BOC-OSu (N-alkoxýkalenýlklóríð). Viðbragðsjafnan er sem hér segir:
H2NCH2CH2NH2plús BOC-OSu → H2N(CH2)2NHBoc plús HCl plús CO2
Meðal þeirra eru HCl og CO2 aukaafurðir hvarfsins og BOC-varið etýlendiamín er markafurðin.
5.2. Viðbrögð við prókaínhýdróklóríði:
BOC-varið etýlen díamín getur hvarfast við prókaínhýdróklóríð til að mynda ný efnasambönd með meiri líffræðilega virkni. Viðbragðsjafnan er sem hér segir:
H2N(CH2)2NHBoc plús C13H20N2O2Cl → C19H30N4O3plús HCl plús Boc-NH2
Meðal þeirra, C19H30N4O3er markafurðin og Boc-NH2 er aukaafurð hvarfsins.
5.3. Viðbragðsskref
(1) Leysið BOC-varið etýlendiamín upp í 5 ml af þurru klóróformi, bætið við 2,2 mmól AlMe3 og hrærið varlega við stofuhita í 2 klst.
(2) Leysið prókaínhýdróklóríð upp í 5 ml af þurru klóróformi, bætið við N,N-dímetýlformamíði (DMF) og 30 prósenta natríumhýdroxíð (NaOH) lausn til að stilla pH í 9-10.
(3) Ofangreindum tveimur hvarfkerfum var blandað saman og hitað við 60 ºC í 4 klst.
(4) Eftir kælingu var blandan þvegin með vatni og flutt í skiltrekt.
(5) Dragðu út lífræna fasann með klóróformi þrisvar sinnum.
(6) Lífrænu fasarnir voru sameinaðir og þurrkaðir yfir vatnsfríu Na2S04.
(7) Klóróform var fjarlægt með því að nota snúningsuppgufunartæki og leifin var leyst upp í litlu magni af klóróformi og síuð.
(8) Afurðinni var safnað saman og dregin út með díetýleter, síðan þvegin með 70% vatns-metanólblöndu (v/v).
(9) Leysirinn var fjarlægður með því að nota snúningsuppgufunarbúnað og leifin var þurrkuð við lofttæmi.
(10) Ákvarða eðlis- og efnafræðilega eiginleika vörunnar og greina frásogstoppa hennar með UV-Vis litrófsmæli.
5.4. Niðurstaða:
Með því að vernda prókaínhýdróklóríð með N-alkoxýkarbenýlhópi og nota BOC-varið etýlen díamín til að hvarfast, er hægt að útbúa ný efnasambönd með meiri líffræðilega virkni. Meðan á hvarfferlinu stendur er nauðsynlegt að fylgjast með eftirliti með hvarfskilyrðum, þar með talið hitastigi, pH-gildi, hvarftíma osfrv., Til að tryggja hreinleika og afrakstur vörunnar. Hægt er að bera kennsl á og greina vöruna með því að mæla eðlisfræðilega og efnafræðilega eiginleika vörunnar og greina frásogstopp hennar með útfjólubláum litrófsmæli.
6. Estra aðferð:
Hægt er að framleiða prókaínhýdróklóríð með því að nota esterunaraðferðina. Fyrst skaltu hvarfast PABA við própanóanhýdríð eða bensóýlklóríð til að fá prókaín metýl ester eða prókaín bensýl ester. Í kjölfarið er etýlendiamín eða própýlenglýkól notað til að hvarfast við prókaín metýl ester eða prókaín bensýl ester til að fá prókaín basa. Að lokum er það hlutleyst með saltsýrulausn til að útbúa prókaínhýdróklóríð. Hægt er að framkvæma þessa tilbúnu aðferð með eftirfarandi skrefum.
6.1. Ákvörðun um val á alkóhóli og sýru til esterunar
Fyrst af öllu ætti að velja viðeigandi esterað alkóhól til hvarfs við sýru. Venjulega er hýdroxýlhópurinn í völdum alkóhóli virkari og auðvelt að hvarfast við sýruna. Í myndun prókaínhýdróklóríðs er hægt að velja esteraða alkóhólið sem prókaínamíð og sýruna sem dímetýlkarbamínsýru (DMAMC). Verkunarháttur esterunarviðbragða er að mynda fitusýruester með sýruhvötuðum viðbrögðum hýdroxýl- og karboxýlhópa.
6.2. Ákveðið hvarfskilyrðin
Venjulega þarf esterunarviðbrögðin að fara fram við ákveðna hitastig, þrýsting og hvarftíma, og þessi skilyrði ættu að vera ákvörðuð meðan á tilrauninni stendur til að fá háan ávöxtun og háan hreinleika. Í myndun prókaínhýdróklóríðs er hvarfhitastigið {{0}} gráður, hvarfþrýstingurinn er 1.5-2.0 atm og hvarftíminn er 16-24 klukkustundir.
6.3. Undirbúningur tilraunauppsetningar og hvarfefna
Undirbúið nauðsynlegan tilraunabúnað og efni, þar á meðal hvarfketil, segulhrærara, lok á reactor, lofttæmisrör, innsigli, vog o.s.frv. Estra alkóhólinu og sýrunni sem þarf til hvarfsins er blandað saman í samræmi við ákveðið mólhlutfall og leyst upp í viðeigandi leysir.
6. 4. Estra viðbrögð
Hellið blönduðu hvarfefnunum í hvarfketil, bætið esterunarhvata við stofuhita, hitið síðan að hvarfhitastigi og hrærið. Venjulega myndast mikið magn af gasi í upphafi hvarfsins og súrt ísogsefni er notað til að gleypa sýruna og vatnið. Eftir að hvarfinu var lokið var hvarflausnin kæld niður í stofuhita og esterunarafurðin aðskilin með lofttæmiseimingu.
6.5. Eftirfylgni úrvinnsluskrefum
Eftir að esterunarvaran hefur verið aðskilin er þörf á síðari meðferðum, þar með talið aflitun, kristöllun og hreinsun. Venjulega er esterunarvaran leyst upp í lífrænum leysi, aflitað með virku kolefnisaðsogsefni, síðan kristallað og hreinsað, og að lokum er varan hreinsuð með hágæða vökvaskiljun (HPLC) og öðrum aðferðum.
Eftir að ofangreindum skrefum er lokið er hægt að fá prókaín hýdróklóríð ester efnasambönd með meiri hreinleika. Þessi nýmyndunaraðferð getur leitt til þæginda við rannsóknir á prókaínhýdróklóríði og getur einnig veitt tilvísun fyrir nýmyndun annarra esterefnasambanda.