实验9++乙酰水杨酸的合成

实验9乙酰水杨酸的制备一、实验目的1、了解酰化反应的原理和酰化剂的使用。2、掌握酰化反应的操作技能，掌握合成终点的控制。3、掌握重结晶、减压过滤、洗涤、干燥、熔点测定等基本实验操作。二、实验原理水杨酸是1838年第一次由强碱作用于相应的醛后经酸化得到的一种化合物。1859年Kolbe使用干燥的苯酚钠盐粉末和二氧化碳在4～7atm下进行反应制得，现在工业上都用Kolbe合成法生产。水杨酸是一种具有双官能团的化合物，一个是酚羟基，个是酸酸基。羟基和羧酸基都会发生酯化，而且还可以形成分子内氢键，阻碍酰化和酯化反应的发生。乙酰水杨酸(acetylsalicylicacid)俗名阿司匹林(Aspirin)，又称醋柳酸。分子量180.16白色针状或板状结晶或结晶性粉末。微溶于水，溶于乙醇、乙醚、氯仿，也溶于碱溶液，同时分解。乙酰水杨酸可由水杨酸和醋酐作用制得，常用浓硫酸或浓磷酸作为催化剂。它是一种非常普遍的治疗感冒的药物，适用病症镇痛、解热、消炎、抗风湿、关节炎等疾病，同时还可软化血管。COOHOH+(CH3CO)2OH2SO4COOHOCOCH3+CH3COOHCOOHHOnH2SO4COOOCOOCOO**m+H2O(n-1)主反应副反应乙酰水杨酸能与碳酸钠反应生成水溶性盐，而副产物聚合物不溶于碳酸钠溶液，利用这种性质上的差异，可把聚合物从乙酰水杨酸中除去。粗产品中还有杂质水杨酸，这是由于乙酰化反应不完全或由于在分离步骤中发生水解造成的。它可以在各步纯化过程和产物的重结晶过程中被除去。与大多数酚类化合物一样，水杨酸可与三氯化铁形成深色络合物，而乙酰水杨酸因酚羟基已被酰化，不与三氯化铁显色，因此，产品中残余的水杨酸很容易被检验出来。三、实验药品及物理常数药品名称分子量(molwt)用量(ml、g、mol)熔点(℃)沸点(℃)比重(d420)水溶解度(g/100ml)水杨酸138.122g（0.014mol）159211/2.66kpa1.443微溶于冷水易溶于热水乙酸酐102.095ml（5.4g,0.05mol）-731391.082在水中逐渐分解乙酰水杨酸180.16135－1381.350微溶于水浓硫酸985d1.84易溶于水浓盐酸36.464－5ml1.187易溶于水乙酸乙酯88.122－3ml-83.677.10.9005微溶于水其它药品饱和碳酸钠溶液、1%三氯化铁溶液四、实验装置图抽滤装置干燥装置表面皿烧杯布氏漏斗抽滤瓶反应装置五、实验流程图2g水杨酸5ml乙酐加样品充分摇匀水浴加热反应10min.加冷水酸化抽滤水洗抽干抽滤碱溶解冷却结晶冷却结晶溶FeCl35d浓硫酸抽滤水洗抽干蒸汽浴干燥称重测熔点乙酸乙酯重结晶抽滤干燥液检验得纯产品测熔点称重，计算产率六、实验步骤1、乙酰水杨酸的制备称取水杨酸5克，置于100ml锥形瓶，加入醋酸7.5克。滴加浓硫酸3滴，轻轻振摇（注意勿将固体沾到瓶壁上），至水杨酸溶解，再在50—60度水浴锅上振摇10分，若已析出结晶，仍于50—60度水浴内反应10分，冷却，待结晶析出后加蒸馏水75ml。用玻璃轻轻搅拌，继续冷却直至乙酰水杨酸结晶完全析出。将布氏漏斗安装在吸滤瓶上，在布氏纸上垫上大小合适的滤纸，先将滤纸湿润，打开减压泵，抽紧滤纸，然后将待滤结晶溶液慢慢倾于漏斗中，抽滤，滤饼用蒸馏水15ml分三次快速洗涤，洗涤时先停止减压，用刮刀轻轻将滤饼拨松，以5ml水浸湿结晶，打开减压阀抽滤，用刮刀或玻塞压结晶，抽干，得粗品。2、精制：将乙酰水杨酸粗品移至50ml锥形瓶中，加入无水乙醇15ml，于水浴中加热溶解，另取40ml蒸馏水于100ml锥形瓶中预热至60度。将乙醇溶液倒入热蒸馏水中，这时如有固体析出则加热至澄清，放置，冷却，慢慢析出针状结晶，过滤，用1：1醇水液3-5ml洗涤抽干，50度干燥1小时，得精品约5.5克，mp135～138℃。用少量水洗涤晶体，完全抽午后在红外灯下烘干。粗产品可用1％的三氯化铁溶液检验是否有酚羟基存在。产率约80％，熔点134～136℃。文献值记载乙酰水杨酸熔点。七、注意事项1、要顺序加样。否则，如果先加水杨酸和浓硫酸，水杨酸就会被氧化。2、本实验的几次结晶都比较困难，要有耐心。在冰水冷却下，用玻棒充分磨擦器皿壁，才能结晶出来。3、由于产品微溶于水，所以水洗时，要用少量冷水洗涤，用水不能太多。4、第一次的粗产品不用干燥，即可进行下步纯化，第二步的产品可用蒸汽浴干燥。5、在最后重结晶操作中，可用微型玻璃漏斗过滤，以避免用大漏斗粘附的损失。6、最后的重结晶出可用乙醇溶解，并加水析晶。方法是：将晶体放入磨口锥形瓶中，加入10mL95%乙醇及1～2颗沸石，接上球形冷凝管，在水浴中加热溶解后，移去火源，取下锥形瓶，滴入冷蒸馏水至沉淀析出，再加入2ml冷蒸馏水，析出完全后，抽滤，以少量冷蒸馏水洗涤晶体二次，抽干，取出晶体，用滤纸压干，再蒸汽浴干燥，称重。7、由于分子内氢键的作用，水杨酸与醋酸酐直接反应需在150～160℃才能生成乙酰水杨酸。加入酸的目的主要是破坏氢键的存在，使反应在较低的温皮下(90℃)就可以进行，而且可以大大减少副产物，因此实验中要注意控制好温度。八、思考题：1、本实验为什么不能在回流下长时间反应？2、反应后加水的目的是什么？3、第一步的结晶的粗产品中可能含有哪些杂质？4、当结晶困难时，可用玻璃棒在器皿壁上充分磨擦，即可析出晶体。试述其原理？除此之外，还有什么方法可以让其快速结晶？