阿司匹林的制备研究

阿司匹林的制备研究系部应用化学系专业应用化学专业班级1305班实验成员艾远芳2013080518庄园2013080526李俊雅2013080538范金龄20130805482015年5月14日阿司匹林的制备研究实验背景阿司匹林，学名乙酰水杨酸。白色针状或板状结晶或粉末。熔点135℃。无气味，微带酸味。在干燥空气中稳定，在潮湿空气中缓缓水解成水杨酸和乙酸。能溶于乙醇，乙醚和氯仿，微溶于水，在氢氧化钠碱溶液或碳酸钠碱溶液中能溶解，但同时分解。阿司匹林的诞生经过了漫长的岁月,最初它是一种由柳树叶和柳树皮制成的草药。据传，在公元5世纪时，希腊药父希波克拉底曾用柳树泡制品治疗妇女产痛。1757午，英国神父斯多发现柳树皮具有苦味，并把这种树皮研碎成粉末状，给患感冒、发热的病人口服，不久病人便痊愈。后来研究人员发现，这种草药的主要成份是水杨酸，虽然它具有解痛作用，但对胃也有腐蚀作用。科学家们不断研究，以求降低它的副作用。1853年，法国化学家夏尔·弗雷德里克·热拉尔，使水杨酸和乙酰基氯发生化学反应后合成了乙酰水杨酸，即后来的阿司匹林。但是，他没有继续研究以证实他的研究成果。1899年，德国拜尔公司的职员、化学家霍夫曼采用乙酰水杨酸为他父亲治疗风湿关节炎，疗效极好，拜尔公司因此改进了生产手段，并将这种药取名为阿司匹林〔aspirin)。a是乙酰基（acetyl)的第一个字母，而“spir'’是获取水杨酸成分的种植物绣线菊“spiraea”的前4个字母。拜尔公司的阿司匹林在1899年3月6日正式获得了商标注册保护，并在世界80多个国家有专利权。于是阿司匹林成为家喻户晓、家庭必备的解热止痛药，而进入鼎盛时代。后来，阿司匹林与非那西汀、氦基比林、安乃近及其制剂复方阿司匹林〔APC)、安痛定、索密痛风靡全球，它们“并肩战斗”了几十个春秋。然而好景不长,20世纪60年代，医学工作者发现氦基比林、安乃近有抑制造血系统的副作用引起白细胞减少，非那西汀对肾脏有损害。由于副作用严重，医生只好敬而远之。美英日等国先后宣布淘汰氦基比林和非那西汀，我国于1983年也宣布摒弃不用，此时，阿司匹林因失去配伍受到“冷落”。近年来，医药工作者在深入研究阿司匹林的药理作用时，发现它有抑制前列腺素类物质血栓素A2的合成作用，故可抑制血小板的释放与聚集，防止血栓形成，延缓凝血时间。医生利用它的特点治疗脑栓塞及脑血栓患者，有效率达80%，一时间成为治疗该病取得最好效果的药物。现在，许多医生还将其用于治疗手术和血栓形成及糖尿病引起的视网膜病变。随着医药学研究的进展，医生还广泛使用阿司匹林预防中风和心脏病发作。阿司匹林堪称为防治心脑血管疾病老药新用的“楷模”。美国哈佛大学医学院公共卫生系的研究小组，还发现阿司匹林可显著降低患结肠、直肠癌的危险。在医药不断推陈出新的今天，世纪之药阿司匹林的用武之地越来越宽广。一、实验目的①了解阿司匹林的发展历史、功能及合成方法；②通过阿司匹林的合成了解药物的合成方法；③学习根据化合物性质进行产物纯化的方法；④培养根据文献设计实验的能力。二、实验原理实验可通过将醋酸中的羧基（—COOH）与水杨酸中的羟基（—OH）发生酯化反应就可制得阿司匹林中的有效成分乙酰水杨酸。在实验室若以酸酐代替醋酸，酸酐将于酯化反应的产物水作用生成醋酸，从而促进反应向右进行，使产率提高。由于水杨酸中的羟基和羧基能形成分子内氢键,反应必须加热到150～160℃。不过,加入少量的浓硫酸或盐酸等来破坏氢键,反应温度也可降到60～80℃,而且副产物也会有所减少。反式如下:OHOOH+CH3COCCH3OOCat.OOOHCOCH3+CH3COOH水杨酸在酸性条件下受热,还可发生缩合反应,生成少量聚合物:阿司匹林的最早合成是在浓硫酸催化下,由水杨酸和乙酸酐作用而成。由于浓硫酸严重腐蚀设备、污染环境,且易发生副反应,引起化学工作者的广泛关注.为此,改进阿司匹林的合成手段成为化学工作者研究的热点，一些新的催化剂催化的阿司匹林的合成方法不断被发现，如酸性离子液体催化、Lews酸催化、磷酸催化、对甲苯磺酸催化、碱催化、磷酸二氢钠催化、硫酸氢钠催化、分子筛催化、维生素C催化以及微波辐射、超声辅助合成阿司匹林的方法相继被发展。一些好的研究结果被得到。三、仪器试剂1.仪器：15×150mm试管，100mL、250mL烧杯各一只，布氏漏斗，温度计，玻棒，药匙，加热器，烘箱。2.试剂：水杨酸1.00g(0.0072mol)，0.05gNa2CO3，乙酸酐0.9mL(0.0095mol)，浓盐酸，冰块；3.原料及产品的物理性质四、实验装置图五，工艺流程六、实验步骤1.在15×150mm干净、干燥试管中加入1.00g水杨酸，0.05gNa2CO3，在通风条件下用吸量管量取0.9mL乙酸酐，一并加入。（为使固体都进入试管底部，必须后加乙酸酐）2.在250mL烧杯水浴加热，控制80℃-85℃，至溶解后再加热10min。达到既定温度后固体全部溶解，有气泡生成。事先于100mL烧杯准备12mL冷水，加入4滴盐酸（通风条件下操作，先加水，以免盐酸挥发）3.趁热将试管中反应物倒入上述烧杯(操作须迅速，以免固体残留试管，冷水无法洗出，影响产率)，冰水浴10min，至晶体完全析出，抽滤，冷水(每次2-3mL)洗两次，压干。4.产物的检验(1)取0.1g产物溶于装有5mL水的试管中,加入2～3滴1%FeCl3溶液,如果没有颜色反应现象,表明产物中无水杨酸。(2）另外可以测定产品的熔点检验其纯度。乙酰水杨酸易受热分解,因此熔点不是很明显。它的熔点为135℃,分解温度为128～135℃。在测定熔点时,可先将载热体加热至120℃左右,然后放入样品测定。七、实验注意事项(1)碱作用在于破坏水杨酸分子内氢键，降低反应温度（150℃-160℃）到85℃～90℃发生，避免高温副反应发生，提高产品纯度、产率。(2)碳酸钠用量要控制（V0.2mL）。附乙酰水杨酸分解温度：126℃-135℃水杨酸与乙酐混合后没有及时加硫酸并加热，会发生较多副反应。(3)搅拌要激烈，否则会析出块状物体，影响后续实验。(4)实验中要注意控制好温度（水温80～85℃)。(5)加入盐酸要滴加，加入过快会导致析出过大的晶粒影响干燥。八、参考资料[1]吕亚娟,等.微波辐射快速合成乙酰水杨酸[J].甘肃高师学报,2002,7(5):29-31.[2]蒋栋.Bronsted酸性离子液体催化合成阿司匹林[J].应用化学,2007,24(9):1080-1082.[3]李继忠.对甲苯磺酸催化合成乙酰水杨酸的研究[J].化学世界,2005(6):365-366,335.[4]蓝虹云，黄道战：《民营科技》，2012年第9期，乙酰水杨酸的合成与制备；