檸檬酸催化合成阿司匹林的研究

檸檬酸催化合成阿司匹林的研究

阿司匹林是解熱劑和鎮(zhèn)痛藥的代表。它是100年前使用的。今天，它仍然被廣泛用于治療傷寒、感冒、頭痛、神經(jīng)疼痛、疼痛、急性和慢性風(fēng)濕痛和類風(fēng)濕痛。近年來發(fā)現(xiàn)阿司匹林為不可逆的花生四烯酸環(huán)氧醚抑制劑,還能抑制血小板中血栓素A2合成,具有強(qiáng)效的抗血小板凝聚作用。因此,現(xiàn)在阿司匹林已經(jīng)用于心血管系統(tǒng)疾病的預(yù)防和治療。最近研究還表明,阿司匹林和其它非甾體抗炎藥對結(jié)腸癌和老年癡呆癥也有預(yù)防作用。阿司匹林被分解后,會變?yōu)樗畻钏猁},其能阻止自由基的形成,從而預(yù)防氨基糖甙類抗生素所致耳聾的發(fā)生。同時,其稀溶液用于澆灌果樹、有減少落花、落果、增加結(jié)果率等功效。阿司匹林通常用乙酸酐作?；瘎⑺畻钏狨；?反應(yīng)式如下:傳統(tǒng)方法所用的催化劑為濃硫酸,由于濃硫酸作催化劑對設(shè)備腐蝕性強(qiáng)且存在廢酸排放等缺點(diǎn)。人們對該反應(yīng)使用的催化劑開展了許多研究,已見報(bào)道的催化劑有固體Na2CO3、固體KOH、硫酸氫鈉、維生素C、乙酸鈉等,它們各有其優(yōu)缺點(diǎn)。本人曾用磷酸二氫鈉催化合成阿司匹林,產(chǎn)率只有76%。因此還必須尋找一種催化效果良好、簡單易得同時對環(huán)境污染較小的可以進(jìn)行工業(yè)化的新型催化劑。檸檬酸是有機(jī)酸,具有酸性和還原性,能溶于水和有機(jī)物中。本文利用它來催化水楊酸與乙酸酐?；铣砂⑺酒チ?并探討了催化合成條件,取得預(yù)期的效果。此方法尚未見有報(bào)道。1實(shí)驗(yàn)部分1.1試驗(yàn)儀水楊酸(CP)、乙酸酐(AR)、檸檬酸(AR);DF—Ⅱ集熱式磁力加熱攪拌器(江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠);XRC—1顯微熔點(diǎn)測定儀(四川大學(xué)科儀廠);MAGNA-IR550型富利葉變換紅外光譜儀(美國尼高立公司生產(chǎn))。1.2水浴反應(yīng)和藥物反應(yīng)反應(yīng)瓶中加入水楊酸、乙酸酐和一定量的催化劑,將其置于一定溫度的水中,開啟磁力加熱攪拌器進(jìn)行水浴反應(yīng),同時計(jì)時并觀察反應(yīng)瓶內(nèi)的反應(yīng)現(xiàn)象;反應(yīng)一定時間后,將其取出,先用冰水洗滌反應(yīng)瓶內(nèi)壁,待結(jié)晶形成后,加入50mL水,并置于冰水浴中冷卻,以使結(jié)晶完全,抽濾、干燥得白色針狀阿司匹林。必要時可進(jìn)行重結(jié)晶。2結(jié)果與討論2.1-133三氯化鐵與水楊酸反應(yīng)生成紫色絡(luò)合物。所制得產(chǎn)品用三氯化鐵來檢驗(yàn)不顯紫色,說明產(chǎn)品純度較好。顯微熔點(diǎn)測定儀測得熔點(diǎn)為133℃-135℃,與文獻(xiàn)值相符。產(chǎn)品的紅外光譜主要吸收峰3300-2500cm-1(-C00H的特征寬帶吸收),1754cm-1(酯C=O),1692cm-1(羧酸C=O),1606、1574、1487cm-1(苯環(huán)C=C),1306、1187cm-1羧酸和酯C-O),756cm-1(苯環(huán)鄰位取代),與標(biāo)準(zhǔn)圖譜吸收峰位置一致,強(qiáng)度一樣。2.2酸酐物質(zhì)的量比對產(chǎn)品收率的影響取水楊酸3.0g,檸檬酸1.0g,溫度70℃,反應(yīng)時間30min,改變酸酐摩爾比,以考察酸酐物質(zhì)的量比對產(chǎn)品收率的影響。結(jié)果見表1。由表1可見,隨著酸酐物質(zhì)的量比增大,水楊酸充分?；?產(chǎn)品收率隨著增大;到達(dá)一定比后,隨著酸酐物質(zhì)的量比增大,可能部分產(chǎn)品溶在乙酸酐中,導(dǎo)致收率下降。最佳酸酐摩爾比為1∶3。2.3催化劑用量對產(chǎn)品收率的影響以酸酐物質(zhì)的量比為1∶3,溫度70℃,反應(yīng)時間30min,改變催化劑的用量,以考察催化劑用量對產(chǎn)品收率的影響。結(jié)果見表2。由表2可見,隨著催化劑用量的增加,產(chǎn)品收率隨著增大,到一定量后達(dá)到最大值,產(chǎn)品收率有所下降,可能是檸檬酸參加反應(yīng)造成的。催化劑最佳用量為1.0g。2.4反應(yīng)時間對產(chǎn)品收率的影響以酸酐物質(zhì)的量比為1∶3,催化劑用量為1.0克,反應(yīng)溫度70℃,改變反應(yīng)時間,以考察反應(yīng)時間對產(chǎn)品收率的影響。結(jié)果見表3。由表3可知,反應(yīng)時間短,反應(yīng)物未反應(yīng)完全,產(chǎn)品收率低,反應(yīng)時間長,可能是副反應(yīng)增多,故產(chǎn)品收率低。最佳反應(yīng)時間為40min。2.5反應(yīng)溫度對產(chǎn)品收率的影響以酸酐物質(zhì)的量比為1∶3,催化劑用量為1.0g,反應(yīng)時間40min,改變反應(yīng)溫度,以考察反應(yīng)溫度對產(chǎn)品收率的影響,結(jié)果見表4。由表4可知,溫度太低或太高都不利于反應(yīng)的進(jìn)行,溫度高時可能副反應(yīng)多,或部分阿司匹林分解。從節(jié)約能源考慮,最佳反應(yīng)溫度為70℃。2.6催化劑對阿斯匹林的影響為了考察檸檬酸的催化劑性能,取上述反應(yīng)的最佳條件,比較了無催化劑和以磷酸二氫鈉、硫酸作催化劑的情況下阿司匹林的產(chǎn)率,結(jié)果見表5?？梢?加入催化劑可以大大提高阿司匹林產(chǎn)率,且檸檬酸的催化效能比磷酸二氫鈉和濃硫酸要好很多,因此得出檸檬酸是一種催化合成阿司匹林較理想的催化。3反應(yīng)物的選擇研究結(jié)果表明,檸檬酸是催化合成阿司匹林良好催化劑,具有不腐蝕設(shè)