阿司匹林的制备

阿司匹林的制备默认分类2009-05-0410:25:27阅读517评论0字号：大中小订阅一、目的要求1、熟悉酚羟基酰化反应的原理，掌握阿司匹林的制备方法。2、掌握抽滤装置的安装与操作。3、学会利用重结晶纯化固体有机物的操作技术。二、实验原理阿司匹林学名为乙酰水杨酸，是白色晶体，易溶于乙醇、氯仿和乙醚，微溶于水。因具有解热、镇痛和消炎作用，可用于治疗伤风、感冒、头痛、发烧、神经痛、关节痛及风湿病等，也用于预防心脑血管疾病。常用退热镇痛药APC中A即为阿司匹林。实验室通常采用水杨酸和乙酸酐在浓硫酸的催化下发生酰基化反应来制取。反应式如下：生成的阿司匹林粗品，用35％的乙醇溶液进行重结晶将其纯化。三、仪器与药品锥形瓶(100mL)、量筒（10mL，25mL）、温度计（100℃）、烧杯（200mL，100mL）、吸滤瓶、布氏漏斗、水泵、水浴锅、电炉水杨酸、乙酸酐、硫酸（98％）、乙醇水溶液（35％）四、实验步骤1、酰化在干燥的锥形瓶（若制备阿司匹林的量较大，可采用带电动搅拌器的回流装置，三颈瓶中口安装电动搅拌器，一侧口安装球形冷凝管，另一侧口安装温度计）中加入4.3g水杨酸和6mL乙酸酐，再滴入7滴浓硫酸（水杨酸分子内存在氢键，阻碍酚羟基的酰基化反应。反应需加热至150～160℃才能进行。若加入少量浓硫酸，可破坏水杨酸分子内氢键，使反应温度降低到80℃左右，从而减少副产物的生成），立即配上带有100℃温度计的塞子（温度计插入物料之中）。混匀后置于水浴中加热，在充分振摇下缓慢升温至75℃。保持此温度反应15min，期间仍不断振摇。最后提高反应温度至80℃，再反应5min，使反应进行完全。2、结晶抽滤稍冷后拆下温度计。在充分搅拌下将反应液倒入盛有100mL水的烧杯中，然后冰水冷却，待结晶完全析出后，进行抽滤。用少量冷水洗涤滤饼两次，压紧抽干后转移到100mL烧杯中。3、重结晶在盛有粗产品的烧杯中加入25mL35％乙醇，置于45~50℃水浴中加热，使其迅速溶解（溶解时，加热时间不宜太长，温度不宜过高，否则阿司匹林发生水解）。若产品不能完全溶解，可酌情补加35％的乙醇溶液。然后静置到室温，冰水冷却，待结晶完全析出后，进行抽滤。用少量冷水洗涤滤饼两次，压紧抽干。将结晶转移至表面皿中，自然晾干后称量，计算产率。五、注意事项1、酰化反应时，要用手压住瓶塞，以防反应蒸气冲出。并不断振摇，确保反应进行完全。2、控制好酰化反应温度，否则将增加副产物的生成。3、将反应液转移到水中时，要充分搅拌，将大的固体颗粒搅碎，以防重结晶时不易溶解。4、乙酸酐具有强烈刺激性，要在通风橱内取用，并注意不要粘在皮肤上。实验八阿司匹林的制备【目的要求】⑴熟悉酚羟基酰化反应的原理，掌握阿司匹林的制备方法；⑵掌握抽滤装置的安装与操作；⑶学会利用重结晶纯化固体有机物的操作技术。【预习指导】⑴预习实验原理，了解阿司匹林的性质及制备方法。⑵认真阅读重结晶的原理、意义及操作方法，抽滤装置的安装与操作要点。⑶通过查阅资料填写下表：名称M/g.mol-1m.p./℃b.p./℃ρ/g.cm-3水溶性投料量理论产量质量(体积)/g(mL)n/mol水杨酸乙酸酐硫酸乙醇(35％)阿司匹林－－－－－－－－－－－－－－－－―－－－－－－【实验原理】阿司匹林学名为乙酰水杨酸，是白色晶体，易溶于乙醇、氯仿和乙醚，微溶于水。因具有解热、镇痛和消炎作用，可用于治疗伤风、感冒、头痛、发烧、神经痛、关节痛及风湿病等，也用于预防心脑血管疾病。常用退热镇痛药APC中A即为阿司匹林。实验室通常采用水杨酸和乙酸酐在浓硫酸的催化下发生酰基化反应来制取。反应式如下：水杨酸乙酸酐乙酰水杨酸乙酸反应温度应控制在75～80℃左右，温度过高易发生下列副反应：生成的阿司匹林粗品，用35％的乙醇溶液进行重结晶将其纯化。其操作流程如下：【仪器药品】锥形瓶(100mL)量筒（10mL，25mL）温度计（100℃）烧杯（200mL，100mL）吸滤瓶布氏漏斗小水泵水浴锅电炉水杨酸乙酸酐硫酸（98％）乙醇水溶液（35％）【实验步骤】⑴酰化在干燥的锥形瓶［1］中加入4.3g水杨酸和6mL乙酸酐，再滴入7滴浓硫酸［2］，立即配上带有100℃温度计的塞子（温度计插入物料之中）。混匀后置于水浴中加热，在充分振摇下缓慢升温至75℃。保持此温度反应15min，期间仍不断振摇。最后提高反应温度至80℃，再反应5min，使反应进行完全。⑵结晶抽滤稍冷后拆下温度计。在充分搅拌下将反应液倒入盛有100mL水的烧杯中，然后冰水冷却，待结晶完全析出后，进行抽滤。用少量冷水洗涤滤饼两次，压紧抽干后转移到100mL烧杯中。⑶重结晶在盛有粗产品的烧杯中加入25mL35％乙醇，置于45～50℃水浴中加热，使其迅速溶解［3］。若产品不能完全溶解，可酌情补加35％的乙醇溶液。然后静置到室温，冰水冷却，待结晶完全析出后，进行抽滤。用少量冷水洗涤滤饼两次，压紧抽干。将结晶转移至表面皿中，自然晾干后称量，计算产率。【注意事项】⑴酰化反应时，要用手压住瓶塞，以防反应蒸气冲出。并不断振摇，确保反应进行完全。⑵控制好酰化反应温度，否则将增加副产物的生成。⑶将反应液转移到水中时，要充分搅拌，将大的固体颗粒搅碎，以防重结晶时不易溶解。⑷乙酸酐具有强烈刺激性，要在通风橱内取用，并注意不要粘在皮肤上。注释【1】若制备阿司匹林的量较大，可采用带电动搅拌器的回流装置。三颈瓶中口安装电动搅拌器，一侧口安装球形冷凝管，另一侧口安装温度计。【2】水杨酸分子内存在氢键，阻碍酚羟基的酰基化反应。反应需加热至150～160℃才能进行。若加入少量浓硫酸，可破坏水杨酸分子内氢键，使反应温度降低到80℃左右，从而减少副产物的生成。【3】溶解时，加热时间不宜太长，温度不宜过高，否则阿司匹林发生水解。实验：乙酰水杨酸（阿司匹林）的制备教学方案教学目的：1、通过乙酰水杨酸的合成，初步了解有机合成中的乙酰化学反应原理及方法。2、巩固减压过滤的操作。3、进一步掌握用重结晶的方法来提纯固体有机化合物。基本原理：水杨酸是一个双官能团的化合物（具有酚羟基和羧基）。因此，有两种不同的酯化反应。为了合成乙酰水杨酸，采用在强酸存在下，水杨酸和过量乙酸酐反应，水杨酸的酚羟基发生酯化。反应结果可以看成是在水杨酸分子中引入个乙酰基。这种在有机分子中引入酰基的反应称为酰基化反应。若引入乙酰基就称为乙酰化反应。提供酰基的试剂称为酰化剂，本实验中乙酸酐就是乙酰化试剂。由于水杨酸是双官能团化合物，分子中的酚羟基和羧基彼此之间亦能起反应，生成少量的聚合物。乙酰水杨酸能与碳酸氢钠反应生成水溶性钠盐，而副产物聚合物不能溶于碳酸氢钠，这种性质上的差别可用于阿司匹林的纯化。可能存在于最终产物中的杂质是水杨酸本身，这是由于乙酰化反应不完全或由于产物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，水杨酸可以与三氯化铁形成深色络合物；阿司匹林因酚羟基已被酰化，不再与三氯化铁发生颜色反应，因此杂质很容易被检出。本实验除采用三氯化铁鉴定纯度外，还可用测定熔点法来判断纯度。实验药品：水杨酸，乙酸酐，浓硫酸，浓盐酸，饱和碳酸氢钠溶液，1%FeCl3溶液主要试剂及产物的物理常数：名称分子量性状比重熔点沸点溶解度：克/100mL溶剂水醇醚水杨酸138.12白色结晶粉末1.443156℃‐159℃易溶溶溶乙酸酐102.09无色透明液体1.451.08﹣73.1℃138.6℃微溶易溶易溶乙酰水杨酸108.16白色结晶粉末135℃微溶易溶微溶浓硫酸无色油状液体1.84﹣90.8℃338℃易溶实验步骤（一）酰化反应1、称取2.0g（约0.014mol）固体水杨酸，放入125ml锥形瓶中，加入5.4g（5ml，0.05mol）乙酐，用滴管加入5滴浓H2SO4，摇匀。2、待水杨酸溶解后将锥形瓶放在85-90℃水浴中5-10分钟，常常摇动锥形瓶，使乙酰化反应尽可能完全。3、冷至室温，即有乙酰水杨酸结晶析出。如不结晶，可用玻棒摩擦甁壁并将反应物置于冰水中冷却使结晶产生。4、加入50mL水，将混合物继续在冰水中冷却使结晶完全。5、减压抽滤，用滤液反复淋洗锥形瓶，直至所有结晶被收集到布氏漏斗6、每次用少量冷水洗涤结晶几次，继续抽吸将溶剂尽量抽干。7、粗产物转移至蒸发皿，在风中吹干，称重。（二）、重结晶1、将粗产物转移至150mL的烧杯中，在搅拌下加入25mL饱和碳酸氢钠溶液，加完后继续加热搅拌几分钟，直至无二氧化碳气泡产生。2、抽气过滤，副产物聚合物应被滤出，用5-10mL水冲洗漏斗，合并滤液。倒入预先盛有4-5mL浓HCl和10mL水配成溶液的烧杯中，搅拌均匀，即有乙酰水杨酸沉淀析出。3、将烧杯置于冰浴中冷却，使结晶完全。4、减压抽滤，用洁净的玻塞挤压滤饼，尽量抽去滤液，再用冷水洗涤2-3次，抽干水分。5、将结晶移至表面皿上，干燥后称量。（三）、产品纯度检验取几粒结晶加入盛有5mL水的试管中，加入1-2滴1%三氯化铁溶液，观察有无颜色变化。实验注意事项1、仪器要全部干燥，药品也要实现经干燥处理，醋酐要使用新蒸馏的，收集139－140℃的馏分。2、反应过程温度须控制在70℃左右，温度过高会加快副产物的生成。3、抽滤后洗涤用水要少。4、乙酰水杨酸受热后易发生分解，分解温度为126~135℃，因此重结晶时不宜长时间加热，控制水温，产品采取自然晾干。5、测熔点时先使温度达到120℃后再放样品，否则样品在升温过程中易分解。现象记录及数据处理：时间操作现象产率=（实际产量/理论产量）*100%，本实验中乙酸酐过量，计算产率应以水杨酸为基准基本操作流程：方案选择：方案一：采用水杨酸与乙酸反应。特点：反应原料便宜，但是产率较低，共同点：两个方案的后处理过程基本相同，产物用甲苯重结晶，没有反应的水杨酸用三绿化铁来检验，三绿化铁与酚反应呈深紫色，乙酰水杨酸可以通过熔点，红外和核磁共振来检验。方案二：采用水杨酸与乙酸酐反应。特点：反应产率较高，但是原料较为昂贵。注意事项：（1）乙酸酐须重新蒸馏、水杨酸需预先干燥。（2）为了检验产品中是否还有水杨酸，利用水杨酸属酚类物质可与三氯化铁发生颜色反应的特点，用几粒结晶加入盛有3mL水的试管中，加入1~2滴1%FeCl3溶液，观察有无颜色反应（紫色）。（3）产品乙酰水杨酸易受热分解，因此熔点不明显，它的分解温度为128~125℃。用毛细管测熔点时宜先将溶液加热至120℃左右，再放入样品管测定。