阿司匹林的制備與純化

乙酰水楊酸的制備與純化 主要內(nèi)容 第一節(jié)實(shí)訓(xùn)目的第二節(jié)阿司匹林的特性和用途第三節(jié)制備原理第四節(jié)主要儀器與試劑第五節(jié)操作步驟第六節(jié)思考題 一 學(xué)習(xí)利用酚類的酰化反應(yīng)制備乙酰水楊酸 acetylsalicylicacid 的原理和制備方法二 掌握重結(jié)晶 減壓過濾 洗滌 干燥 熔點(diǎn)測(cè)定等基本實(shí)驗(yàn)操作 1實(shí)訓(xùn)目的 2阿司匹林的特性與用途 乙酰水楊酸俗稱阿司匹林 Aspirin 為重要的醫(yī)藥 具有退熱 鎮(zhèn)痛 抗風(fēng)濕等作用 Aspirin一經(jīng)問世就風(fēng)靡世界 成為最常用的藥物之一 據(jù)稱全世界每年要消耗45000噸Aspirin近年來 隨著醫(yī)學(xué)科學(xué)的發(fā)展 Aspirin越來越多的新用途被逐步發(fā)現(xiàn) 但是被發(fā)現(xiàn)的副作用也越來越多 Aspirin為白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末 臭或微帶醋酸臭 味微酸 退濕氣即緩緩水解 在乙醇中易溶 乙醚或氯仿中溶解 水 無水乙醚中微溶 氫氧化鈉溶液或碳酸鈉溶液中溶解 阿斯匹林起源于柳樹 在中國(guó)文人絞盡腦汁為折柳餞別寫下汗牛充棟卻毫無用處的文學(xué)作品時(shí) 西方人一直鍥而不舍地研究柳樹解熱鎮(zhèn)痛的功效 終于在1800年 西方人從柳樹皮中提煉出了具有解熱鎮(zhèn)痛作用的有效成分 水楊酸 1898年 德國(guó)著名化學(xué)家霍夫曼用水楊酸與醋酐反應(yīng) 合成了乙酰水楊酸 1899年 德國(guó)拜耳藥廠正式生產(chǎn)這種藥品 取商品名為Aspirin 阿斯匹林 3 1主反應(yīng) 乙酰水楊酸是水楊酸 鄰羥基苯甲酸 和乙酰酐 在少量濃硫酸催化下 脫水而制得的 第九章第一節(jié)吸附分離操作的基本概念 3 2副反應(yīng) 水楊酸一個(gè)官能團(tuán)為酚羥基 另一個(gè)是羧基 因此水楊酸之間可以發(fā)生縮合反應(yīng) 形成少量的高聚物 3 3除去副產(chǎn)物的原理 水楊酸縮合反應(yīng)得到的副產(chǎn)物 是引起哮喘 等麻疹等的過敏源物質(zhì) 為了除去這部分雜質(zhì) 可先將乙酰水楊酸變?yōu)殁c鹽 再利用高聚物不溶于水的性質(zhì)將它們分開 已知水楊酸縮合反應(yīng)是吸熱反應(yīng) 反應(yīng)溫度應(yīng)該控制在什么水平 解答 反應(yīng)溫度不宜過高 否則將增加副產(chǎn)物的生成 4 1主要藥品與儀器 水楊酸2 00g 0 015mol濃流酸乙酸酐5mL 0 053mol飽和NaHCO3溶液4mol L鹽酸加熱器溫度計(jì)布氏漏斗表面皿量筒烘箱 4 2實(shí)驗(yàn)裝置圖 5操作步驟 1 在250ml的錐形瓶中 依次加入水楊酸2 0g 乙酸酐5 0ml 乙酸酐強(qiáng)刺激性 需要在通風(fēng)櫥中量取 注意 必須按照上述順序加料 否則實(shí)訓(xùn)必失敗 必須緩慢旋搖錐形瓶 否則水楊酸會(huì)在濃硫酸的作用下 將生成另外一種副產(chǎn)物水楊酸水楊酯 根據(jù)有機(jī)化學(xué)知識(shí) 寫出反應(yīng)方程式 2 然后用滴管加入5滴濃硫酸 緩緩地旋搖錐形瓶 直至水楊酸完全溶解 小心緩慢旋搖數(shù)分鐘 水楊酸逐漸地完全溶解 不要?jiǎng)×艺袷?防止樣品粘附在錐形瓶壁上 在85 90 下水浴5 10min 水浴完畢 取出錐形瓶 邊搖邊滴加1mL冷水 然后迅速加入50mL冷水 之后立即冰水浴 如果沒有結(jié)晶析出或結(jié)晶不多 可用玻璃棒摩擦瓶的內(nèi)壁 晶體便會(huì)大量析出 注意 這些操作全部在冰水浴中進(jìn)行 冰水浴中靜置十多分鐘 抽濾 并用少量冷水兩次洗滌錐形瓶 再用這些水洗滌晶體 抽干 如果靜置后得到的不是乳白色懸濁液 比如右圖所示的土紅色懸濁液 表明實(shí)訓(xùn)已經(jīng)徹底失敗 注意 只有最不認(rèn)真的學(xué)生以最不負(fù)責(zé)的態(tài)度胡亂操作 才能得不到乳白色懸濁液 粗產(chǎn)品 加碳酸鈉溶液 攪拌至無氣泡 抽濾得濾液 加鹽酸析出晶體 抽濾 洗滌 干燥 稱量 計(jì)算產(chǎn)率 飽和碳酸鈉溶液需要緩慢加入 需要攪拌5min至無氣泡 注意 將濾液倒入鹽酸溶液中時(shí) 必須緩慢又緩慢地加入 如果乙酰水楊酸沒有結(jié)晶析出 那么用滴管逐滴加入濃鹽酸 必須在通風(fēng)櫥中進(jìn)行 當(dāng)出現(xiàn)結(jié)晶物時(shí) 立即停加 為什么 正常人以正常操作方式 不出意外地得到白度很高產(chǎn)品 產(chǎn)品干燥后的形態(tài) 配溶液 滴加FeCl3溶液 無色 產(chǎn)品較純 紫色 含水楊酸 產(chǎn)品 產(chǎn)品純度檢測(cè) 純不純 6思考題 1 濃硫酸存在下 水楊酸與乙醇反應(yīng)會(huì)得到什么 根據(jù)剛學(xué)的有機(jī)化學(xué)知識(shí) 寫出反應(yīng)方程式 解答 由于酚存在共軛體系 氧原子上的電子云向苯環(huán)移動(dòng) 使羥基氧上的電子云密度降低 導(dǎo)致酚羥基親核能力較弱 進(jìn)攻乙酸羰基碳的能力較弱 所以反應(yīng)很難發(fā)生 2 為什么用乙酸酐而不用乙酸 3 反應(yīng)容器為什么要干燥無水 提示 乙酸酐容易與水反應(yīng) 解答 防止乙酸酐水解轉(zhuǎn)化成乙酸 解答 水楊酸形成分子內(nèi)氫鍵 阻礙酚羥基?；饔?導(dǎo)致水楊酸與酸酐直接作用須加熱至150 160 才能生成乙酰水楊酸 如果加入濃硫酸 或磷酸 氫鍵被破壞 ?；饔每稍谳^低溫度下進(jìn)行 同時(shí)副產(chǎn)物大大減少 4 加入濃硫酸的目的是什么 請(qǐng)問哪個(gè)是氫鍵 氫鍵有什么特性 5 本實(shí)驗(yàn)中可產(chǎn)生什么副產(chǎn)物 解答 本實(shí)驗(yàn)的副產(chǎn)物包括水楊酰水楊酸酯 乙酰水楊酰水楊酸酯 乙酰水楊酸酐和聚合物 能寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式嗎 6 副產(chǎn)物中的高聚物如何除去 解答 用飽和碳酸鈉溶液 副產(chǎn)物聚合物不能溶于飽和碳酸鈉溶液 而乙酰水楊酸中含羧基 能與碳酸鈉反應(yīng)生成可溶性鹽 思考 生成可溶性鹽后 通過什么方式除去高聚物 7 水楊酸可以在各步純化過程和產(chǎn)物的重結(jié)晶過程中被除去 如何檢驗(yàn)水楊酸已被除盡 解答 利用水楊酸屬酚類物質(zhì)可與三氯化鐵發(fā)生顏色反應(yīng)的特點(diǎn) 用幾粒結(jié)晶加入盛有3mL水的試管中 加入1 2滴1 FeCl3溶液 觀察有無顏色反應(yīng) 8 請(qǐng)自行思考以下問題 1 本實(shí)驗(yàn)為什么不能在回流下長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng) 2 反應(yīng)后加水的目的是什么 3 第一步的結(jié)晶的粗產(chǎn)品中可能含有哪些雜質(zhì) 4 當(dāng)