Novalgin unter den Augen der Chemie

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Novalgin unter den Augen der Chemie

Wirkstoff :

Metamizol-Natrium
(1ml = 18 Tropfen enthalten 500 mg Metamizol-Natrium)

Zusammensetzung :

Metamizol-Natrium 1H₂O (Hauptbesandteil), Natriumdisulfit (E 223),
Natriumdihydrogenphosphat, Natriummonohydrogenphosphat, Saccharin-Natrium ,
Aromastoffe, gereinigtes Wasser .

In eigener Sache (für den nächsten Punkt) :

-Die Ladungsschwerpunkte sind nicht immer ausgeglichen, da wir nur die wichtigen
"Deltas" eingezeichnet haben.
-Bei Phenylhydrazin haben wir nicht die korrekten Ladungsschwerpunkte angegeben,
sondern einen kurzzeitigen, durch die mesomeren Grenzformeln möglichen,
Ladungsschwerpunkt bzw. Elektronenverlagerung herausgesucht, da sonst diese Reaktion
(bei 1.) nicht möglich gewesen wäre.
-Jedes Cl-Atom in der "Zeichnung" ist ein F-Atom in der Erklärung.
-Und zuletzt was Phenylhydrazin und Metamizol-Natrium ist :

Phenylhydrazin :

Metamizol-Natrium :

Synthesevorschlag des Metamizol-Natriums :

1.
An der Carbonylgruppe des Esters kann es geschehen, dass sich durch die Mesomerie, wegen den -I- und -M-Effekten, die p-Bindung zwischen dem O-Atom und dem C-Atom sich zum O-Atom hin verlagert. So wird das O-Atom der Carbonylgruppe am Ester negativ geladen und
das dazugehörige C-Atom positiv geladen.
Wenn nun das Phenylhydrazin, welches wir nun dazugeben, am äusseren N-Atom, durch Mesomerie, kurzzeitig negativ geladen ist kann das freie Elektronnenpaar dieses N-Atoms (Elektronendonator) an das positiv geladene C-Atom des Esters angreifen (nucleophile Addition).
Da durch weitere mesomere Grenzzustände im Endeffekt jenes N-Atom positiv geladen
ist, wird dieses die s-Bindung zu einem seiner beiden H-Atome an sich reißen und
das daran gebundene H-Atom wird als H+ abgespalten.
Dieses H+ Ion wird nun zu dem noch immer negativ geladenem O-Atom der ehemaligen
Carbonylgruppe gehen, und sich mit ihm verbinden und eine OH-Gruppe würde entstehen.

2.
Bei Zugabe von Energie und dem Katalysator H+ müsste eine Dehydrierung in diesem
Molekül stattfinden.
Also das sich bei dieser Eliminierung die vorhin gebildete OH-Gruppe am C-Atom mit
dem H-Atom des "danebenliegenden" C-Atoms, welches noch durch eine s-Bindung mit
einem Cl- oder F-Atom verbunden ist, "zusammenschließt" und sich als H₂O abspaltet.

3.
Durch die geometrische Form des Moleküls wäre es nun möglich, dass das N-Atom,
welches am Benzolring lagert, sich dem C-Atom, welches vor der Veresterung der "Fluoralkansäure" (hier nicht beschrieben) Teil der Carboxylgruppe ist, nähert.
Da dieses N-Atom einen negativen Ladungsschwerpunkt besitzt, und jenes C-Atom einen
positiven Ladungsschwerpunkt hat, könnte es sein, dass das N-Atom nun sein
freies Elektronenpaar zum C-Atom hin verlagert, so dass hier eine s-Bindung zustande kommen
könnte ( = intramolekularer Ringschluß). Zur gleichen Zeit aber, zieht das O-Atom, welches eine s-Bindung zu jenem C-Atom
hat, diese Bindung noch stärker zu sich, da nun das C-Atom, wegen der anderen entstehenden Bindung nicht mehr so stark diese s-Bindung an sich ziehen kann.
So spaltet sich nun ein Ethanolation ab.
Da nun aber das N-Atom positiv geladen ist, spaltet es "sein" H-Atom als H+ ab (genau so
wie oben schon mal beschrieben).
Dieses H+ greift nun die abgespaltene Molekülkette am negativ geladenem O-Atom an,
wobei daraus Ethanol (Alkohol) entsteht.

4.
Bei Zugabe von CH₃I und einem Katalysator wie AlCl₃ , müsste das Halogenalkan, mit dem
eben hergestelltem neuen Ring, am N-Atom, welches nicht am Benzolring lagert, in Verbindung treten. Hierbei würde dieses N-Atom sein H⁺abgeben und das CH₃⁺ - Teilchen aufnehmen.
Gleichzeitig würde das I-Ion das H-Ion aufnehmen wobei HI entstehen würde (Reaktionsverlauf nach Friedel / Craft).

5.
Nun müssten wir erstmal einige Nebenreaktionen durchführen :

   Formaldehydhydrat (Methandiol) sollte dabei mit schwefliger Säure verestert
   und das Produkt an der zweiten OH-Gruppe mit CH₃-NH₂in einer nucleophilen
   Substitution zur Reaktion gebracht werden. Neutralisiert man anschließend mit
   NaOH, so erhält man folgenden Stoff :

6.
Diesen nun entstandenen Stoff geben wir nun zu unserem Stoff den wir in 4. gefertigt haben. So müsste nun durch eine nucleophile Substitution sich das N-Atom des in 6. gefertigten Stoffes,
an das C-Atom, an welchem das F-Atom ist, anlagern. Gleichzeitig müsste sich jedoch auch das F-Atom von diesem C-Atom lösen........
Diese Reaktion ist fast identisch mit der Reaktion in 3. so das wir hier nicht näher darauf eingehen werden.
Schließlich müsste so endlich Metamizol-Natriumund HF entstehen.