乙酰水杨酸的合成

设计性实验报告题目：乙酰水杨酸（阿司匹林）的合成课程名称：有机化学实验系别：化学系专业：化学班级：102姓名：李霞学号：2010121210实验学期：2012至2013学年第一学期乙酰水杨酸（阿司匹林）的合成李霞﹙化学系,化学,102班,学号2010121210﹚摘要乙酰水杨酸俗称阿司匹林，为重要的医药。具有退热、镇痛、抗风湿等作用。它是由水杨酸(邻羟基苯甲酸)和乙酸酐合成的。水杨酸是一种具有双官能团的化合物，一个是酚羟基，一个是羧基。能进行两种不同的酯化反应，而且还可以形成分子内氢键，阻碍酰化和酯化反应的发生。当与乙酸酐反应时，可以得到乙酰水杨酸，即阿斯匹林。关键词阿司匹林水杨酸乙酸酐乙酰水杨酸抽滤引言乙酰水杨酸,通常称为阿斯匹林(aspirin)，是由水杨酸(邻羟基苯甲酸)和乙酸酐合成的。早在十八世纪，人们已从柳树皮中提取了水杨酸，注意到它可以作为止痛、退热和抗炎药，不过对肠胃刺激作用较大。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使用于燥的苯酚钠盐粉末和二氧化碳在4—7atm(1atm＝101.325kPa)下进行反应，制备成水杨酸，现在工业上都用Kolbe合成法生产。直到目前，阿斯匹灵仍然是一个广泛使用的具有解热止痛作用、用于治疗感冒的药物。常用于治疗风湿病和关节炎。近年来还发现阿斯匹林能抑制血小板凝聚，可防止血栓的形成。水杨酸是一种具有双官能团的化合物，一个是酚羟基，一个是羧基。能进行两种不同的酯化反应，而且还可以形成分子内氢键，阻碍酰化和酯化反应的发生。当与乙酸酐反应时，可以得到乙酰水杨酸，即阿斯匹林；如与过量的甲醇反应，生成水杨酸甲酯，它是第一个作为冬青树的香味成分被发现的，因此通称为冬青油。阿斯匹林又名乙酰水杨酸，分子式：C9H8O4，分子量为：180.16，是白色针状结晶或结晶性粉末。熔点：135℃，pka=2.98，其酸性比苯甲酸强，微溶于水，易溶于乙醇、氯仿、乙醚及碱液等。其分子内的羟基和羧基都可以进行酯化反应。本实验用乙酸酐对水杨酸的酚羟基进行酰化制备乙酰水杨酸，即阿斯匹林。乙酰水杨酸（阿斯匹林）的相关光谱图：乙酰水杨酸的红外光谱图乙酰水杨酸的核磁共振碳谱图乙酰水杨酸的质谱图乙酰水杨酸（阿斯匹林）的应用价值：阿司匹林英文名称：aspirin其他名称：乙酰水杨酸，醋柳酸。适应症：阿司匹林是使用最多、使用时间长的解热、镇痛和消炎药物，能抑制体温调节中枢的前列腺素合成酶，使前列腺素（pge1）合成、释放减少，从而恢复体温中枢的正常反应性，使外周血管扩张并排汗，使体温恢复正常。本品尚具抗炎、抗风湿作用，并促进人体内所合成的尿酸的排泄，对抗血小板的聚集。适用于解热，减轻中度疼痛如关节炎、神经痛、肌肉痛、头痛、偏头痛、痛经、牙痛、咽喉痛、感冒及流感症状。正文1.目前，所知有关制备乙酰水杨酸（阿斯匹林）的方法有以下两种：1.1第一种方案在50mL锥形瓶中，加入干燥的水杨酸7.0g（0.050mol）和新蒸的乙酸酐10ml（0.100mol）(思考题1)，再加10滴浓硫酸，充分摇动（思考题2）。水浴加热，水杨酸全部溶解，保持瓶内温度在70℃左右（思考题3），维持20min，并经常摇动。稍冷后，在不断搅拌下倒入100ml冷水中，并用冰水浴冷却15min，抽滤，冰水洗涤（思考题4），得乙酰水杨酸粗产品。将粗产品转至250ml圆底烧瓶中，装好回流装置，向烧瓶内加入100ml乙酸乙酯和2粒沸石，加热回流，进行热溶解（思考题5）。然后趁热过滤，冷却至室温，抽滤，用少许乙酸乙酯洗涤，干燥，得无色晶体状乙酰水杨酸。取几粒结晶加入盛有3mL水的试管中溶入几滴乙醇中，并滴加1-2滴1％三氯化铁溶液，如果发生显色反应，说明仍有水杨酸存在。产物可用乙醇－水混合溶剂重结晶：即先将粗产品溶于少量沸乙醇中，再向乙醇溶液中添加热水直至溶液中出现混浊，再加热至溶液澄清透明（注意：加热不能太久，以防乙酰水杨酸分解），静置慢慢冷却、过滤、干燥、称重、测定熔点并计算产率。1.2第二种方案在50mL锥形瓶中依次加入1.0g水杨酸，2.5mL乙酸酐2滴浓硫酸摇匀，使水杨酸溶解。将锥形瓶置于90℃的热水浴中，加热10min，并不时地振摇。然后，停止加热，待反应混合物冷却至室温后，缓缓加入15mL水，边加水边振摇(注意，反应放热，操作应小心)。将锥形瓶放在冷水浴中冷却使晶体完全析出、抽滤，并用少量冷水洗涤，抽干，得乙酰水杨酸粗产品。将粗产品转入到100mL烧杯中，加入饱和碳酸氢钠水溶液，边加边搅拌，直到不再有二氧化碳产生为止。抽滤，除去不溶性聚合物(水杨酸自身聚合)。再将滤液倒入100mL烧杯中，缓缓加入10mL20％盐酸，边加边搅拌，这时会有晶体逐渐析出。将此反应混合物置于冰水浴中，使晶体尽量析出。抽滤，用少量冷水洗涤2-3次，然后抽干，取几粒结晶加入盛有3mL水的试管中溶入几滴乙醇中，并滴加1-2滴1％三氯化铁溶液，如果发生显色反应，说明仍有水杨酸存在。产物可用乙醇－水混合溶剂重结晶：即先将粗产品溶于少量沸乙醇中，再向乙醇溶液中添加热水直至溶液中出现混浊，再加热至溶液澄清透明（注意：加热不能太久，以防乙酰水杨酸分解），静置慢慢冷却、过滤、干燥、称重、测定熔点并计算产率。上述两种方案，大体相同。由于，第二种方案操作稍有简便，故本实验采用第二种方案。2．实验原理：乙酰水杨酸即阿斯匹林（aspirin），是19世纪末合成成功的，作为一个有效的解热止痛、治疗感冒的药物，至今仍广泛使用，有关报道表明，人们正在发现它的某些新功能。水杨酸可以止痛，常用于治疗风湿病和关节炎。它是一种具有双官能团的化合物，一个是酚羟基，一个是羧基，羧基和羟基都可以发生酯化，而且还可以形成分子内氢键，阻碍酰化和酯化反应的发生。阿斯匹林是由水杨酸（邻羟基苯甲酸）与醋酸酐进行酯化反应而得的。水杨酸可由水杨酸甲酯，即冬青油（由冬青树提取而得）水解制得。本实验就是用邻羟基苯甲酸（水杨酸）与乙酸酐反应制备乙酰水杨酸。反应式为：OOHOH+(CH3CO)2O浓H2SO4OOHOCOCH3+CH3COOH副反应：OOHOH2OHCOOOOH+OH2OOHOCOCH3OOHOH+OCOCH3COOOOH3.主要试剂和产品的物理常数名称分子质量颜色晶型mpbpDnD溶解度H2O乙醇乙醚水杨酸138.12白色针状晶体或毛状结晶性粉末211(2.66Kpa)1591.44微溶易溶易溶乙酸酐102.09无色液体139-731.081.3904不溶易溶不溶乙酸乙酯88.11有果子香气的无色可燃性液体。77.1-83.60.8941.3723微溶易溶易溶乙酰水杨酸180.16白色结晶性粉末134-1361.35微溶易溶易溶4.试验用品：4.1仪器圆底烧瓶（250mL），天平，胶头滴管，水浴锅，温度计，玻璃棒，布什漏斗，真空泵，烧杯，回流冷凝管，锥形瓶（50mL），试管，表面皿，烧杯4.2药品水杨酸（s）,乙酸酐（L）,浓硫酸,冰块，乙酸乙酯（L），沸石，1％三氯化铁溶液，乙醇，水5.实验装置图：反应装置抽滤装置回流装置6．实验步骤：6.1乙酰水杨酸的制备在50mL锥形瓶中，加入干燥的水杨酸7.0g（0.050mol）和新蒸的乙酸酐10mL（0.100mol），再加10滴浓硫酸，充分摇动。水浴加热，水杨酸全部溶解，保持瓶内温度在70℃左右，维持20min，并经常摇动。稍冷后，在不断搅拌下倒入100mL冷水中，并用冰水浴冷却15min，抽滤，冰水洗涤，得乙酰水杨酸粗产品。6.2粗品重结晶纯化将粗产品转至250mL圆底烧瓶中，装好回流装置，向烧瓶内加入100mL乙酸乙酯和2粒沸石，加热回流，进行热溶解。然后趁热过滤，冷却至室温，抽滤，用少许乙酸乙酯洗涤，干燥，得无色晶体状乙酰水杨酸。取几粒结晶加入盛有3mL水的试管中溶入几滴乙醇中，并滴加1-2滴1％三氯化铁溶液，如果发生显色反应，说明仍有水杨酸存在。产物可用乙醇－水混合溶剂重结晶：即先将粗产品溶于少量沸乙醇中，再向乙醇溶液中添加热水直至溶液中出现混浊，再加热至溶液澄清透明（注意：加热不能太久，以防乙酰水杨酸分解），静置慢慢冷却、过滤、干燥、称重、测定熔点并计算产率。（乙酰水杨酸为白色针状晶体，熔点132-135℃）6.3实验操作流程：水杨酸，醋酸酐浓硫酸摇匀70度左右20min冷却15min抽滤洗涤粗产物乙酸乙酯沸石加热回流趁热过滤冷却抽滤洗涤干燥乙酰水杨酸测熔点7．注意事项：7.1热过滤时，应该避免明火，以防着火。7.2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128~135℃。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。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。7.3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。7.4本实验中要注意控制好温度（水温70℃）7.5产品用乙醇-水或苯-石油醚（60~90℃）重结晶。参考文献[1]jpkc.hxu.edu.cn/2006/060108/3/2/37.doc[2]=36[3]baike.baidu.com/view/49277.htmAcetylsalicylicacid(aspirin)wassynthesizedlixia(Class102Learningnumber2010121210)ThesummaryAcetylsalicylicacidcommonlyknownasaspirin,asanimportantmedicine.Withfever,analgesic,anti-rheumatismandsoon.Itissalicylicacid(o-hydroxybenzoicacid)andaceticanhydridesynthesis.Salicylicacidisakindofbifunctionalcompounds,onehydroxyl,onecarboxylgroup.Canbetwodifferentesterification,butalsotheformationofintramolecularhydrogenbonds,hinderedacylationandesterificationreactions.Whenthereactionwithaceticanhydride,acetylsalicylicacidcanbe,thatisaspirin.KeywordsAspirinSalicylateAnhydrideAcetylsalicylicacidleaching