乙酰水楊酸的制備及思考題

1、實驗7-2阿斯匹林的制備一、實驗?zāi)康模? .了解阿司匹林制備的反響原理和實驗方法.2 .通過阿司匹林制備實驗,初步熟悉有機化合物的別離、提純等方法.3 .穩(wěn)固稱量、溶解、加熱、結(jié)晶、洗滌、重結(jié)晶等根本操作.、實驗原理水楊酸分子中含羥基一OH、竣基一COOH,具有雙官能團.本實驗采用以強酸為硫酸1為催化劑,以乙酎為乙酰化試劑,與水楊酸的酚羥基發(fā)生?；饔眯纬甚?反響如下:M=引入?；脑噭┙絮；噭?常用的乙?；噭┯幸阴Ｂ?、乙酎、冰乙酸.本實驗選M=138.12M=用經(jīng)濟合理而反響較快的乙酎作?；瘎?副反響有:COOHz0zLCOOHCOOH-OH-OHO俞限-OH水楊酰水楊酸O-COCHLC

2、OOHHO一COOH0-COCHOO-COOH乙酰水楊酰水楊酸制備的粗產(chǎn)品不純,除上面兩副產(chǎn)品外,可能還有沒有反響的水楊酸等雜質(zhì).本實驗用FeCl3檢查產(chǎn)品的純度,此外還可采用測定熔點的方法檢測純度.雜質(zhì)中有未反響完酚羥基,遇FeCl3呈紫藍(lán)色.如果在產(chǎn)品中參加一定量的FeCE無顏色變化,那么認(rèn)為純度根本到達(dá)要求.利用阿斯匹林的鈉鹽溶于水來別離少量不溶性聚合物.三、實驗試劑水楊酸,乙酸酎5mL飽和NaHC密q),4mol/L鹽酸,濃流酸,冰塊,95叱醇,蒸儲水,1%FeC3.四、實驗儀器150mL錐形并瓦,5mL吸量管(枯燥,附洗耳球),100mL、250mL、500mL燒杯各一只,加熱器,橡

3、膠塞,溫度計,玻棒,布氏漏斗,外表皿,藥匙,50mL量筒,烘箱.五、實驗步驟及考前須知實驗步驟實驗考前須知、實驗改良一.乙酰水楊酸制備(1)稱取水楊酸于錐形瓶(150mD;在通風(fēng)條件下用吸量管取乙酸酎5mL參加錐形瓶,滴入5滴濃流酸,搖動使固體全部溶解,蓋上帶玻璃管的膠塞,在事先預(yù)熱的水浴中加熱約10-15min2水浴裝置：500mL燒杯中加100mL水、沸石,用溫度計限制85C-90C.(2)取出錐形瓶,將液體轉(zhuǎn)移至250mL燒杯并冷卻至室溫(可能會沒有晶析出).參加50mL水,同時劇烈攪拌；冰水中冷卻10min,晶體完全析出.(1)假設(shè)用3mLM減少副反響發(fā)生,易于晶體析出,提局產(chǎn)率.n(

4、水楊酸)：n(乙酸酎)=1:23較為適宜.濃硫酸作用在于破壞水楊酸分子內(nèi)氫鍵,降低反響溫度(150C-160C)到85C90C發(fā)生,預(yù)防高溫副反響發(fā)生,提圖產(chǎn)品純度、產(chǎn)率.濃硫酸用量要限制(V).附乙酰水楊酸分解溫度：126C-135C水楊酸與乙酎混合后沒后及時加硫酸并加熱,會發(fā)生較多副反響.(2)該步攪拌要劇烈,否那么會析出塊狀物體,影響后續(xù)實驗.(3)抽濾.冷水洗滌幾次,盡量抽干,固體轉(zhuǎn)移全表向皿,風(fēng)干.(3)準(zhǔn)備枯燥、干凈的抽濾瓶,用母液洗燒杯二至三次,盡量將固體都轉(zhuǎn)移至漏斗.二.乙酰水楊酸提純(1)粗產(chǎn)品置于100mL燒杯中緩慢參加飽和NaHCO容液,產(chǎn)生大量氣體,固體大局部溶解.共參

5、加約5mL飽和NaHCO(aq)攪拌至無氣體產(chǎn)生.(2)用干凈的抽濾瓶抽濾,用5-10mL水洗(可先轉(zhuǎn)移溶液,后洗).將濾液和洗滌液合并并轉(zhuǎn)移至100mL燒杯中,緩緩參加15mL4mol/L的鹽酸.邊加邊攪拌,有大量氣泡產(chǎn)生.(3)用冰水冷卻10min后抽濾,2-3mL冷水洗滌幾次,抽干.枯燥.稱量.(4)產(chǎn)品純度檢驗：取幾粒結(jié)晶,加5mL水,滴加1%FeC3溶液.檢驗純度.(1)飽和NaHCO液溶解乙酰水楊酸,不溶解水楊酸聚合物,以此提純乙酰水楊酸.(2)參加鹽酸要滴加,參加過快會導(dǎo)致析出過大的晶粒影響枯燥.(3)枯燥步驟未取得較好方法,烘箱中80C1h以上會燒焦,本次用55min.廠品秤量

6、：,理論：.產(chǎn)率%(4)為增加水楊酸和乙酰水楊酸在水中溶解度,可參加乙醇少許.注釋：1、參考數(shù)據(jù):名稱分子量.或.水醇醒水楊酸138158(s)微易易醋酎(l)易溶OO乙酰水楊酸2135s,(溶、熱H溶微2、考前須知實驗在通風(fēng)櫥中進行,由于乙酸酎具有強烈刺激性,并OH不要粘在皮膚上.1、OH2、儀器要全部枯燥,藥品也要實現(xiàn)經(jīng)枯燥處理.3、醋酎要使用新蒸儲的,收集139140c的微分.長時間放置的乙酸酎遇空氣中的水,O容易分解成乙酸.4、要根據(jù)書上的順序加樣.否那么,如果先加水楊酸和濃硫酸,水楊酸就會被氧化.OHOII5、水楊酸和乙酸酎最好的比例為OH6、本實驗中要注意限制好溫度(85-90C)

7、,否那么溫度過高將增加副產(chǎn)物的生成,如水楊酰水楊酸、乙酰水楊酰水楊酸、乙酰水楊酸酎等.OCOCH3OH7)、將反響液轉(zhuǎn)移到水中時,要充分?jǐn)嚢?將大的固體顆粒攪碎,以防重結(jié)晶時不易溶解.3、思考題1、反響容器為什么要枯燥無水以預(yù)防乙酸酎水解轉(zhuǎn)化成乙酸2、為什么用乙酸酎而不用乙酸不可以.由于酚存在共軻體系,氧原子上的電子云向苯環(huán)移動,使羥基氧上的電子云密度降低,導(dǎo)致酚羥基親核水平較弱,進攻乙酸默基碳的水平較弱,所以反響很難發(fā)生.3、參加濃硫酸的目的是什么濃硫酸作為催化劑.水楊酸形成分子內(nèi)氫鍵,阻礙酚羥基酰化作用.水楊酸與酸酎直接作用須加熱至150160c才能生成乙酰水楊酸,0HClO如果參加濃硫酸

8、(或磷酸),氫鍵被破壞,酰化作用可在較低溫度下進行,O-H同時副產(chǎn)物大大減少.4、本實驗中可產(chǎn)生什么副產(chǎn)物本實驗的副產(chǎn)物包括水楊酰水楊酸酯、乙酰水楊酰水楊酸酯、乙酰水楊酸酎和聚合物.5、那么副產(chǎn)物中的高聚物如何出去呢用NaHCO籀液.副產(chǎn)物聚合物不能溶于NaHCO籀液,而乙酰水楊酸中含竣基,能與NaHCO瑤液反響生成可溶性鹽.6、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,如何檢驗水楊酸已被除盡利用水楊酸屬酚類物質(zhì)可與三氯化鐵發(fā)生顏色反響的特點,用幾粒結(jié)晶參加盛有3mL水的試管中,參加12滴1%FeCl3溶液,觀察有無顏色反響紫色.實驗改良的可能方法-堿催化實驗原理M=M=M=實驗試劑

9、水楊酸,乙酸酎,濃鹽酸,冰塊.實驗儀器15X150mmM管,100mL、250mL燒杯各一只,布氏漏斗,溫度計,玻棒,藥匙,加熱器,烘箱.實驗原理M=M=M=COOHCOOHOH+(CH3COO)2OOOCCH3+CH3cOOH堿催化實驗試劑水楊酸,乙酸酎,濃鹽酸,冰塊.實驗儀器15X150mni式管,100mL、250mL燒杯各一只,布氏漏斗,吸量管溫度計,玻棒,藥匙,加熱器,烘箱.實驗步驟1在15X150mmT凈、枯燥試管中參加水楊酸,在通風(fēng)條件下用吸量管量取乙酸酎,一并參加.為使固體都進入試管底部,必須后加乙酸酎2在250mL燒杯水浴加熱,限制80C-85C,至溶解后再加熱10min.到

10、達(dá)既定溫度后固體全部溶解,有氣泡生成.事先于100mL燒杯準(zhǔn)備12mL冷水,參加4滴鹽酸通風(fēng)條件下操作,先加水,以免鹽酸揮發(fā)3趁熱將試管中反響物倒入上述燒杯操作須迅速,以免固體殘留試管,冷水無法洗出,影響產(chǎn)率,冰水浴10min,至晶體完全析出,抽濾,冷水每次2-3mL洗兩次,壓干.4 495c枯燥50min枯燥條件需改良,稱量產(chǎn)品m=備注：堿催化方案乙酰水楊酸產(chǎn)率比酸催化方案高,理論產(chǎn)量,產(chǎn)率達(dá)80%生產(chǎn)中相關(guān)的實驗改良：阿司匹林：老產(chǎn)品期待新工藝新合成法集中于改良水楊酸和醋酊的反響過程阿司匹林是最重要的解熱鎮(zhèn)痛藥之一.目前,全世界阿司匹林原料藥產(chǎn)量已達(dá)5萬噸左右,年產(chǎn)片劑1000多億片.多年

11、來,阿司匹林一直是我國解熱鎮(zhèn)痛藥的支柱產(chǎn)品之一,年產(chǎn)量達(dá)1萬多噸；也是我國醫(yī)藥原料藥出口的大宗產(chǎn)品,2005年的出口量為7522噸,出口金額到達(dá)2055萬美元.經(jīng)過幾十年的生產(chǎn)實踐,阿司匹林的生產(chǎn)已經(jīng)形成了一套十分成熟的工藝：以苯酚為原料,經(jīng)過和二氧化碳的竣化反響,生成水楊酸,升華后得到升華水楊酸,再采用醋酊-醋酸法,將水楊酸和醋酊進行?；错?最終得到乙酰水楊酸,即阿司匹林.多年來,這條生產(chǎn)工藝根本沒有什么變化.由于該工藝不復(fù)雜,收率、本錢等也較為理想,國內(nèi)外生產(chǎn)企業(yè)幾十年來根本都根據(jù)這條工藝路線進行生產(chǎn),國內(nèi)外科研機構(gòu)、生產(chǎn)廠商對其進一步深入研究的工作做得不多,這方面的專利以及研究論文也較

12、為少見.進入21世紀(jì)后,在新的形勢下,由于對綠色、環(huán)保、節(jié)能等的重視程度提升,業(yè)界對阿司匹林幾十年來沿用的生產(chǎn)工藝進行了重新審視.近年來,國內(nèi)外阿司匹林工藝研究漸趨活潑,相關(guān)的專利和研究論文經(jīng)常見到,老產(chǎn)品正在期待工藝創(chuàng)新.在傳統(tǒng)的阿司匹林生產(chǎn)中,由水楊酸和醋酊反響生成阿司匹林的過程需要加熱,使反響在80c90c溫度下進行,反響時間為兩小時左右,耗能較大,本錢增加.因而,近幾年的研究將重點主要集中在水楊酸和醋酊的反響過程,通過添加不同的催化劑,使得反響更容易進行,時間更短,耗能更少,產(chǎn)品質(zhì)量更好.對此,國內(nèi)外都有不少研究結(jié)果問世.美國專利局2001年8月公開了HandalVega等人的“阿司匹

13、林工業(yè)生產(chǎn)合成方法的創(chuàng)造專利.該專利提出了一個水楊酸和醋酊合成阿司匹林的新方法：在水楊酸和醋酊反響中按一定比例參加氧化鈣或氧化鋅,得到一種乙酰水楊酸和醋酸鈣或醋酸鋅以及最大為2%游離水楊酸的混合物.此反響十分快速,屬于放熱反響,也是一鍋反響,且無污染物,不需要排放殘渣酸,也不需要任何有機溶劑,產(chǎn)物不需要再結(jié)晶.因產(chǎn)物是固體,合成完成后可以馬上和普通藥物制劑輔料混合壓片,制成阿司匹林片.近三四年來,我國一些大專院校、科研單位也對阿司匹林生產(chǎn)工藝進行了深入研究和探索,發(fā)表了不少研究論文.肖新榮等人在?精細(xì)化工中間體?雜志上發(fā)表文章認(rèn)為,在水楊酸乙酸酊反響合成阿司匹林中,用一水硫酸氫鈉為催化劑,反響

14、時間約為40分鐘,反應(yīng)溫度為80c90C,收率約為%.硫酸氫鈉為一種價廉易得、使用平安的物質(zhì),具催化合成阿司匹林效果較好,因其難溶于有機溶劑,易于別離回收重用.丁健樺等人在?東華理工學(xué)院學(xué)報?上撰文提出,以三氯化鋁為催化劑用于水楊酸和醋酊合成阿司匹林的反響中,反響時間為30分鐘,回流溫度為85C,產(chǎn)率為.該催化劑效果好,不污染環(huán)境,且方法簡單,快速無污染,產(chǎn)品質(zhì)量好.隆金橋等人在?廣西右江民族師專學(xué)報?上撰文提出,采用磷酸二氫鈉為催化劑合成阿司匹林,其用量為反響物總量的,反響時間為30分鐘,反響溫度為75C,收率約達(dá)76%,產(chǎn)品純度好.催化劑在反響過程中保持周狀,易與產(chǎn)物別離,易回收.王貴全等

15、人在?化學(xué)工程師?雜志上撰文提出,以酸活化膨潤土為催化劑合成阿司匹林,反響溫度為85C90C,反響時間為1小時,催化劑用量為5%水楊酸投料量,收率約為.該方法反響體系溫和,不腐蝕設(shè)備,不污染環(huán)境,后處理方便.陳洪等人在?化學(xué)世界?刊物上撰文提出,維生素C是合成阿司匹林有效的催化劑之一,具有反響速度快、操作簡單、無須回收、不腐蝕儀器設(shè)備、環(huán)境無污染等特點,且價廉易得.唐寶華等人在?河北化工?雜志上撰文提出,以水楊酸和乙酸酊為原料,采用無水碳酸鈉作為催化劑,經(jīng)O-?；错懞铣砂⑺酒チ?反響中輔以微波輻射.在比擬了微波合成法與傳統(tǒng)濃硫酸催化方法對目標(biāo)化合物合成的影響后,他們得出結(jié)論：微波合成法具有操作簡單、時間短、對環(huán)境和設(shè)備影響小、產(chǎn)品