設(shè)計性實驗---阿司匹林的合成

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上綜述：阿司匹林的合成 班級：16化工2班 姓名：葉友愛 學(xué)號：1. 簡述阿司匹林的用途，注意老藥新用。劑量不同作用不同，主要功效有：良好的鎮(zhèn)痛作用、消炎作用、解熱作用、抗風(fēng)濕作用，對血小板聚集的抑制作用。 其他功效：減輕（川崎病）、抵抗癌癥、預(yù)防消化道腫瘤等。2. 綜述阿司匹林的合成方法，指出各有什么優(yōu)缺點(diǎn)。利用水楊酸與乙酸酐在濃硫酸催化作用下發(fā)生反應(yīng)生成阿斯匹林，反應(yīng)原理為 在反應(yīng)中，除了生成乙酰水楊酸主產(chǎn)物外，還因副反應(yīng)的發(fā)生可能生成水楊酰水楊酸酯、乙酰水楊酰水楊酸酯等副產(chǎn)物。 三氯稀土催化合成實驗原理：以三氯稀土作為路易斯酸，可溶性強(qiáng)，對設(shè)備腐蝕性低，以它為催化

2、劑，產(chǎn)率可高達(dá)90%。方法分析及比較：此方法反應(yīng)的最佳條件是水楊酸與乙酸酐的物質(zhì)的量之比為12.0.以三氯稀土作催化劑，其催化效果與濃硫酸作催化劑相當(dāng)，但是它克服了硫酸腐蝕設(shè)備的缺點(diǎn)，三氯稀土和水可以回收，在稀土三氯化物中，效果最好的是YCl3.只是成本較高，且作為藥物合成對于其毒性要慎重考慮3. 寫出較詳細(xì)的反應(yīng)機(jī)理，各催化劑是如何催化反應(yīng)的進(jìn)行的。阿司匹林用水楊酸和乙酸酐在催化劑的催化下發(fā)生?；磻?yīng)來制取?？偡磻?yīng)式如下：各催化劑：3.1酸性催化劑酸性催化劑催化合成阿司匹林的機(jī)理如下:在酸作用下,乙酸酐中羰基碳原子的正電性增強(qiáng),使乙酸酐中?；菀紫蛄u基轉(zhuǎn)移形成酯基,即完成乙酰水楊酸的合成。

3、催化劑酸性越強(qiáng),氫質(zhì)子流動性越好,越易于催化酯基的生成,但在乙酰水楊酸的合成中,催化劑酸性太強(qiáng),也會造成水楊酸分子中羧基與另一水楊酸分子中的酚羥基脫水酯化,生成較多的酯聚合副產(chǎn)物。因此,以濃硫酸為催化劑合成阿司匹林的反應(yīng)為基礎(chǔ),酸性催化劑包括路易斯酸、固體酸、有機(jī)酸、酸性無機(jī)鹽、酸性膨潤土等。3.1.1酸性膨潤土的催化效果膨潤土是以蒙脫石為具備二維通道和大孔分子篩的性質(zhì),用酸處理后所得的酸性膨潤土催化酯化反應(yīng)最大優(yōu)點(diǎn)是收率高,催化劑經(jīng)熱過濾與產(chǎn)品分離后,再經(jīng)干燥、凈化、活化處理,可反復(fù)使用,成本低,不污染環(huán)境,是一種綠色催化劑,最佳反應(yīng)條件是；溫度85-90攝氏度；時間0.5-1.0小時。3.

4、1.2對甲苯磺酸的催化效果對甲苯磺酸為固體有機(jī)酸,經(jīng)濟(jì)易得,污染少,收率高操作方便,有實驗得到最優(yōu)配方：水楊酸：乙酸酐摩爾比為1：2，反應(yīng)20 min，反應(yīng)溫度6575，產(chǎn)率達(dá)84.2。實驗結(jié)果表明對甲苯磺酸具有催化活性高，選擇性好，操作方便，污染少等顯著優(yōu)點(diǎn)。3.1.3活性二氧化錫固體酸的催化效果用微波輻射法制備的活性二氧化錫固體酸為催化劑,85下,反應(yīng)45 min可使阿司匹林收率達(dá)到81.6%,產(chǎn)物中酯聚合物的含量較少,所得產(chǎn)品為純白色,可在干燥箱中加熱干燥而且乙酰水楊酸極少水解2?；钚远趸a性質(zhì)穩(wěn)定,操作安全,所得產(chǎn)品容易分離,回收的二氧化錫除去少量雜質(zhì)可重復(fù)使用。3.1.4 NaHS

5、O4催化通過正交實驗確定了硫酸氫鉀催化合成乙酰水楊酸最佳的合成條件為:原料物質(zhì)的量比n(水楊酸)n(醋酸酐)=12,溫度為70,反應(yīng)時間為40min,催化劑用量為反應(yīng)物總量的7%,純乙酰水楊酸產(chǎn)率為76.4%,產(chǎn)品質(zhì)量好。其催化合成乙酰水楊酸的產(chǎn)率與濃硫酸相當(dāng)。用硫酸氫鉀催化合成乙酰水楊酸,具有催化劑在反應(yīng)過程保持固態(tài)，反應(yīng)完畢經(jīng)熱過濾即可與產(chǎn)品分離、不溶于反應(yīng)體系、易回收等特點(diǎn).3.2堿性化合物堿性化合物為催化劑基于堿性化合物能與水楊酸反應(yīng)、能破壞水楊酸分子內(nèi)氫鍵、活化水楊酸的羥基機(jī)理,許多堿性化合物可以作為催化劑合成阿司匹林。常見的催化劑包括強(qiáng)堿、弱堿和弱酸強(qiáng)堿鹽。3.2.1吡啶催化效果吡

6、啶催化效果優(yōu)良,收率高,適合工業(yè)化生產(chǎn),但較易吸水形成共物，形成共沸物,使反應(yīng)溫度較難控制,且反應(yīng)中產(chǎn)生難聞的氣味。反應(yīng)溫度為80,反應(yīng)時間為30min,催化劑用量為5%,試劑摩爾比為1:4.2時產(chǎn)率最高。吡啶作催化劑為水楊酸質(zhì)量的5%時，產(chǎn)率為80.2%。弱堿性吡啶催化劑合成乙酰水楊酸產(chǎn)率高于濃硫酸3催化劑產(chǎn)率。3.2.2碳酸鈉催化微波合成阿司匹林的效果當(dāng)水楊酸為20 g，醋酸酐28 mL，溫度82，反應(yīng)50 min時，采用無水碳酸鈉作為催化劑比用濃硫酸產(chǎn)率稍低，但傳統(tǒng)濃硫酸作催化劑，合成的產(chǎn)品顏色較深有雜質(zhì)，以無水碳酸鈉作催化劑雖然產(chǎn)率略低，但顏色潔白基本無雜質(zhì)。采用無水碳酸鈉作為催化劑以

7、微波合成法合成乙酰水楊酸的實驗技術(shù)比用濃硫酸作催化劑的加熱合成法速度快數(shù)10倍，產(chǎn)率和純度均較高，不污染環(huán)境。3.3維生素C為催化劑維生素C是一種內(nèi)酯類化合物,分子中有一雙烯醇結(jié)構(gòu),呈酸性和還原性,對酯化反應(yīng)有一定的催化作用,催化效率與溫度有關(guān)。陳洪等用維生素C催化了水楊酸乙?；铣砂⑺酒チ值姆磻?yīng),在6080下,反應(yīng)1025 min,收率大于87%12。用維生素C為催化劑催化的該反應(yīng),反應(yīng)速度快,操作簡單,催化劑無需回收,反應(yīng)條件溫和,不腐蝕儀器設(shè)備,對環(huán)境無污染。維生素C是一種常見的維生素類藥,價廉易得. 3.4以三氯稀土為催化劑三氯稀土是一種簡單、便宜和易得的Lewis酸,具有可溶性強(qiáng)、可

8、回收再使用、對設(shè)備腐蝕輕、無污染等優(yōu)點(diǎn),是一種可望用來解決傳統(tǒng)Lewis酸造成環(huán)境污染問題的環(huán)境友好催化劑,通過實驗得知TbCl3,EuCl3, NdCl3,GdCl3,和CeCl3等三氯稀土催化阿司匹林的合成反應(yīng),在8590下,反應(yīng)40 min,收率分別為81.14%，88.44%，83.69%，85.13%,82.33%。用三氯稀土作催化劑與用濃硫酸作催化劑效果相當(dāng),但同時又克服了濃硫酸作催化劑所具有的腐蝕設(shè)備，污染化境的缺點(diǎn)。其中稀土中YCl3的催化效果較好。4. 怎么合成阿司匹林，工藝步驟如何？實驗合成方法和工藝步驟（1）儀器與試劑：主要儀器：100ml燒杯，100ml錐形瓶，磁力攪拌

9、器，抽濾裝置1套，0100玻璃溫度計，量筒，試管 主要試劑：水楊酸2.76g(0.02mol) ，10%碳酸氫鈉溶液40ml，乙酸酐 8ml（0.08mol），18%鹽酸20ml，濃磷酸10滴，1%FeCl3溶液，95%乙醇溶液5ml( 2 )實驗步驟：原理：利用水楊酸與乙酸酐在濃硫酸催化作用下發(fā)生反應(yīng)生成阿斯匹林，反應(yīng)原理為 實驗步驟:稱取10g水楊酸置于100ml三口瓶瓶中，加入14ml乙酸酐，57滴濃硫酸，小心振搖混勻。加入12粒沸石，裝上球型冷凝管，在75左右的水浴中加熱并保溫45分鐘。取出錐形瓶，邊搖邊滴加1mL冷蒸餾水。立即進(jìn)入冰浴冷卻。若無晶體或出現(xiàn)油狀物，可用玻棒摩擦內(nèi)壁（注意

10、必須在冰水浴中進(jìn)行）。待晶體完全析出后用布氏漏斗抽濾，用少量冰蒸餾水分二次洗滌錐形瓶后，再洗滌晶體，抽干。再加入2ml冷蒸餾水抽濾后。加入50ml飽和碳酸鈉溶液，進(jìn)行第二次抽濾。再次加入濃鹽酸60ml并在冰水浴中冷卻。進(jìn)行抽濾得到粗產(chǎn)品稱重得8克。5. 如何提純阿司匹林？把晶體放入單口瓶中，加入52mL 95%乙醇和水溶液（35%）及12顆沸石，接上冷凝管在水浴中加熱完全溶解后，放入燒杯中加入2滴水冷卻待晶體析出，并進(jìn)行抽濾得到產(chǎn)品3.1g。取出幾粒晶體加入盛有5·0mL水的試管中,加入12滴1% FeCl3溶液,觀察有無顏色反應(yīng)。用12滴1% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)) FeCl3溶液檢驗重結(jié)晶

11、產(chǎn)品,無藍(lán)紫色出現(xiàn),說明產(chǎn)品中無水楊酸。用飽和NaHCO3溶液檢驗重結(jié)晶產(chǎn)品無不溶物出現(xiàn),說明產(chǎn)品中無高分子聚合物。6. 如何檢測阿司匹林的純度？答：用X-4A型顯微熔點(diǎn)測定儀進(jìn)行熔點(diǎn)測定,產(chǎn)物熔點(diǎn)在134·5135·0,與文獻(xiàn)值1135·0相符;產(chǎn)物經(jīng)IR (KBr壓片)測定:主要吸收峰(max, cm-1): 3060 (芳烴C-H伸縮振動吸收蜂), 1771 (酯基中C =O伸縮吸收蜂), 1690(-COOH中C =O伸縮振動吸收蜂), 1220、1187處(酯基團(tuán)特征吸收蜂)與文獻(xiàn)2完全一致,證明產(chǎn)物為乙酰水楊酸。參考文獻(xiàn)：1.乙酰水楊酸的研究進(jìn)展綜述

12、霍艷芳2014 12.072.阿司匹林藥效學(xué)研究進(jìn)展 李淑芳 內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭醫(yī)學(xué)院 3.阿司匹林臨床應(yīng)用及作用機(jī)制 張虹 中華醫(yī)藥雜志阿司匹林合成小論文 16化工2班 葉友愛 摘要： 實驗用水楊酸和乙酸酐在濃硫酸的催化下，采用加熱回流的裝置、鞏固重結(jié)晶的方法制備阿司匹林并用三價鐵離子驗純以及用酸堿滴定法測定阿司匹林的純度及產(chǎn)率。關(guān)鍵詞：乙酰水楊酸 合成 催化劑 臨床應(yīng)用1.前言（阿司匹林用途、合成方法等）乙酰水楊酸又稱阿司匹林,是一種常用的解熱鎮(zhèn)痛、抗風(fēng)濕類藥物,近年來發(fā)現(xiàn)它還可以治療和預(yù)防心腦血管疾病。阿司匹林是目前全世界應(yīng)用最廣泛的藥物之一,全世界年產(chǎn)量達(dá)4萬多噸,我國年產(chǎn)量為1萬噸以上

13、。 阿司匹林可治療的病癥和功能 鎮(zhèn)痛、解熱該藥對鈍痛的作用，優(yōu)于對銳痛的作用。故該藥可緩解輕度或中度的鈍疼痛，如頭痛、牙痛、 神經(jīng)痛、肌肉痛及月經(jīng)痛，也用于感冒、等退熱。本品僅能緩解癥狀，不能治療引起疼痛、發(fā)熱的病因，故需同時應(yīng)用其他藥物參因治療。 消炎、抗風(fēng)濕阿司匹林為治療的首選藥物，用藥后可解熱、減輕炎癥，使關(guān)節(jié)癥狀好轉(zhuǎn)，血沉下降，但不能去除風(fēng)濕的基本病理改變，也不能預(yù)防心臟損害及其他合并癥。如已有明顯心肌炎，一般都主張先用腎上腺皮質(zhì)激素，在風(fēng)濕癥狀控制之后、停用激素之前，加用本品治療，以減少停用激素后引起的反跳現(xiàn)象。 關(guān)節(jié)炎除風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎外， 本品也用于治療，可改善癥狀，為進(jìn)一步治療創(chuàng)造

14、條件。此外，本品用于骨關(guān)節(jié)炎、強(qiáng)直性脊椎炎、幼年型關(guān)節(jié)炎以及其他非風(fēng)濕性炎癥的骨骼肌肉疼痛，也能緩解癥狀。 抗血栓本品對血小板聚集有抑制作用，阻止血栓形成， 臨床可用于預(yù)防暫時性腦缺血發(fā)作、心肌梗塞、心房顫動、人工心臟瓣膜、動靜脈瘺或其他手術(shù)后的血栓形成。也可用于治療和()患川崎病的患兒應(yīng)用阿司匹林，目的是減少炎癥反應(yīng)和預(yù)防血管內(nèi)血栓的形成。 生產(chǎn)方法：水楊酸乙?；茫涸诜磻?yīng)罐中加乙酐（加料量為水楊酸總量的0.7889倍），再加入三分之二量的水楊酸，攪拌升溫，在81-82反應(yīng)40-60min。降溫至81-82保溫反應(yīng)2h。檢查游離水楊酸合格后，降溫至13，析出結(jié)晶，甩濾，水洗甩干，于65-7

15、0氣流干燥，得乙酰水楊酸。 2. 實驗原理：乙酰水楊酸即阿司匹林，可通過水楊酸與乙酸酐反應(yīng)制得。3. 實驗儀器藥品：試劑 ：水楊酸 、無水醋酸酐、碳酸氫鈉、無水乙醇、 濃硫酸、濃鹽酸 玻璃儀器：磨口錐形瓶 125ml 、錐形瓶250ml、 布氏漏斗、 玻璃漏斗、 吸濾瓶 、 移液管、量筒100ml、燒杯 250ml 20ml、堿式滴定管 50ml、移液管 25ml4. 實驗裝置圖：5. 實驗步驟：在125ml的錐形瓶中加入2g水楊酸、5ml乙酸酐、5滴濃硫酸，小心旋轉(zhuǎn)錐形瓶使水楊酸全部溶解后，在水浴中加熱510min，控制水浴溫度在8590。取出錐形瓶，邊搖邊滴加1mL冷水，然后快速加入50m

16、L冷水，立即進(jìn)入冰浴冷卻。若無晶體或出現(xiàn)油狀物，可用玻棒摩擦內(nèi)壁（注意必須在冰水浴中進(jìn)行）。待晶體完全析出后用布氏漏斗抽濾，用少量冰水分二次洗滌錐形瓶后，再洗滌晶體，抽干。將粗產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到150ml燒杯中，在攪拌下慢慢加入25mL飽和碳酸鈉溶液，加完后繼續(xù)攪拌幾分鐘，直到無二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生為止。抽濾，副產(chǎn)物聚合物被濾出，用510ml水沖洗漏斗，合并濾液，倒入預(yù)先盛有45ml濃鹽酸和10ml水配成溶液的燒杯中，攪拌均勻，即有乙酰水楊酸沉淀析出。用冰水冷卻，使沉淀完全。減壓過濾，用冷水洗滌2次，抽干水分。將晶體置于表面皿上，蒸汽浴干燥，得乙酰水楊酸產(chǎn)品。稱重，約1.5g，測熔點(diǎn)133135。取幾粒結(jié)晶加入盛有5ml水的試管中，加入12滴1%的三氯化鐵溶液，觀察有無顏色反應(yīng)。為了得到更純的產(chǎn)品，可將上述晶體的一半溶于少量（23ml）乙酸乙酯中，溶解時應(yīng)在水浴上小心加熱，如有不溶物出現(xiàn)，可用預(yù)熱過的小漏斗趁熱過濾。將濾液冷至室溫，即可析出晶體。如不析出晶體，可在水浴上稍加熱濃縮，然后將溶液置于冰水中