貝諾酯實(shí)驗(yàn)小結(jié)

貝諾酯合成優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)小結(jié)一、酰氯化反應(yīng)過程阿司匹林18g+氯化亞砜12ml+吡啶4滴，攪拌加熱反應(yīng)三小時(shí)，加12ml丙酮溶解密封保存。酰氯很活潑極易與水反應(yīng)，所以實(shí)驗(yàn)要求在無水條件下操作。儀器洗凈放入干燥箱干燥，第一次使用水浴加熱，實(shí)驗(yàn)失敗，出現(xiàn)白色固體而非液體，判斷：因?yàn)樗魵膺M(jìn)入了反應(yīng)體系。改用電熱套加熱裝置，缺點(diǎn)不好控溫，必須時(shí)刻照看著使溫度計(jì)保持在70-75°C。＞80°C時(shí)，酰氯溶液會(huì)變紅色，可以稍撤離電源，調(diào)低溫度使下降。反應(yīng)完畢后，冷卻至60C，減壓抽除氣體直到溫度下降至45C左右，將所得的酰氯溶液加入丙酮12ml密封保存。第一次得到的酰氯丙酮溶液，放置一晚上后發(fā)現(xiàn)有固體結(jié)塊現(xiàn)象。討論分析后得出結(jié)論：減壓抽除氣體的時(shí)間不宜過長，容易使溶液沸點(diǎn)降低，析出晶體。之后的第一步實(shí)驗(yàn)情況一直很順利，因?yàn)轷Ｂ然钚詮?qiáng)，得到的黃色酰氯丙酮溶液經(jīng)常會(huì)變成綠色，一段時(shí)間后又恢復(fù)成黃色，也有可能是機(jī)械攪拌過程中帶入了鐵離子的緣故。二、酯化反應(yīng)過程撲熱息痛4.3g+水25ml+15%NaOH溶液9ml,慢慢滴加酰氯丙酮溶液8ml，調(diào)節(jié)PH至10,水浴控溫20-25C，強(qiáng)力攪拌兩小時(shí)，抽濾得粗品。經(jīng)多次試驗(yàn)證明，酯化過程中直接常溫水浴也可以進(jìn)行反應(yīng)，對(duì)產(chǎn)率無大的影響。初始幾次的撲熱息痛溶解過程，效果都很不理想，溶液總是呈灰色不透明，試驗(yàn)多次后發(fā)現(xiàn)：在加入NaOH溶液的瞬間，撲熱息痛就立刻溶解成透明狀，此時(shí)應(yīng)立馬加酰氯溶液開始酯化反應(yīng)，不然在攪拌下?lián)錈嵯⑼吹膲A液就會(huì)變成灰色不透明狀，不利于下一步酯化。前兩周的試驗(yàn)中，酯化過程的溶液顏色土黃且黏性特別大，抽濾時(shí)沒有典型的固體析出現(xiàn)象，每次抽濾都要花費(fèi)將近一天的時(shí)間，分析：貝諾酯呈膠狀，堵塞了濾紙孔，故難抽濾。措施：下次可以將成品先靜置一夜，傾去上清液后再抽濾，或者可以加少量的乙醇。但是第二次靜置一晚上后并無明顯的上清液可以倒出，抽濾效果依然很差，之后用紅外燈一邊烘干一邊抽濾也很難，且會(huì)散發(fā)出刺鼻的氣味，這是氯化亞砜殘留的特征。重復(fù)酯化試驗(yàn)多次，將各個(gè)步驟都完善化，但仍是難以抽濾，勉強(qiáng)抽濾烘干后得到的粗品也與理想情況不符，不是白色或黃色的粉末，而是灰色的強(qiáng)粘性固體，一直未得到優(yōu)良粗品。討論：抽濾時(shí)不用水洗滌，改用乙醚，或許可以降低黏性。改進(jìn)方法后將酯化產(chǎn)品進(jìn)行抽濾，用乙醚洗滌至中性，黏性有所下降，但效果依然不理想。

圖1：靜置后的酯化溶液，無分層，起泡圖2：丙酮作溶劑時(shí)，難抽濾，強(qiáng)粘性

圖3：勉強(qiáng)抽濾烘干后得到的粗品，灰色結(jié)塊，不是粉末狀圖4：撲熱息痛堿液，攪拌后灰色不透明查找相關(guān)文獻(xiàn)資料，放棄丙酮，改用甲苯做酰氯溶劑，同時(shí)注意之前操作中遇到的問題，逐步改進(jìn)方法，加入NaOH溶液后迅速強(qiáng)力攪拌使撲熱息痛溶解成透明狀。此次發(fā)現(xiàn)，酯化過程中明顯析出固體，顏色由淺黃變白，且抽濾效果很好。因此我們?cè)谪愔Z酯的合成工藝中，對(duì)溶劑系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。以正交設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，以苯、甲苯和二甲苯作為溶劑體系，NaOH溶液不同濃度（5%、10%、15%）探索包括其他因素在內(nèi)的最佳實(shí)驗(yàn)條件。三、薄層檢驗(yàn)在酯化過程中，分別在反應(yīng)20min、40min、60min、80min時(shí)取樣做薄層檢驗(yàn)，判斷最佳反應(yīng)時(shí)間，三個(gè)樣點(diǎn)：撲熱息痛、阿司匹林、樣點(diǎn)。（撲熱息痛和阿司匹林用乙醇溶解即可）圖5：5%NaOH,苯作溶劑時(shí)酯化反應(yīng)過程的薄層檢驗(yàn)圖，四塊板分別為四個(gè)時(shí)間段的取樣檢驗(yàn)結(jié)果。

圖6：10%NaOH,苯作溶劑時(shí)酯化反應(yīng)過程的薄層檢驗(yàn)圖圖7：15%NaOH,苯作溶劑時(shí)酯化反應(yīng)過程的薄層檢驗(yàn)圖現(xiàn)象：薄層中貝諾酯理應(yīng)當(dāng)會(huì)出現(xiàn)第三個(gè)不同于原料撲熱息痛與阿司匹林的成品點(diǎn),與阿司匹林對(duì)齊的點(diǎn)能隱約察覺到有第三個(gè)點(diǎn)的出現(xiàn),只是不明顯。分析：貝諾酯的成品轉(zhuǎn)化率不高,純度不高,或者是因?yàn)楸影逄?沒有足夠

的距離讓點(diǎn)展開。在重復(fù)的五次判斷最佳反應(yīng)時(shí)間的薄層檢驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)展開結(jié)果都相差不多。為判斷所得成品是否為貝諾酯及判斷其純度，將九個(gè)貝諾酯粗品在三種展開劑中進(jìn)行薄層檢驗(yàn)，每塊板上有兩個(gè)樣點(diǎn)：圖8：使用貝諾酯展開劑（二氯甲烷80：乙醚15：冰醋酸4）每塊板上有兩個(gè)樣點(diǎn)，將板編號(hào)①②③①5%NaOH、苯溶劑的粗品+5%NaOH、二甲苯的粗品10%NaOH、二甲苯溶劑的粗品+10%NaOH、甲苯的粗品15%NaOH、甲苯溶劑的粗品+15%NaOH、二甲苯的粗品

圖9：使用阿司匹林展開劑（苯120：乙醚60：冰醋酸18：甲醇1）每塊板上有兩個(gè)點(diǎn)，將板編號(hào)④⑤⑥④5%NaOH、苯溶劑的粗品+5%NaOH、二甲苯的粗品10%NaOH、二甲苯溶劑的粗品+10%NaOH、甲苯的粗品15%NaOH、甲苯溶劑的粗品+15%NaOH、二甲苯的粗品備注：用撲熱息痛作為展開劑的薄層檢驗(yàn)結(jié)果圖丟失！現(xiàn)象：使用15%NaOH反應(yīng)得到的粗品的薄層檢驗(yàn)中均為單一斑點(diǎn)，而5%、10%中的均有兩個(gè)斑點(diǎn)，說明使用15%NaOH得到的貝諾酯純度更高。10%NaOH+二甲苯做溶劑時(shí)的成品純度次之。四、其他鑒別實(shí)驗(yàn)取15%NaOH、甲苯為溶劑時(shí)的粗品做以下鑒別試驗(yàn)：1、撲熱息痛+氯化鐵溶液會(huì)顯藍(lán)紫色（下圖左燒杯），樣品+氯化鐵溶液無顯色反應(yīng)（下圖右燒杯）；

2、撲熱息痛溶于乙醇，貝諾酯只能溶于熱乙醇。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：樣品不溶于乙醇，加熱后會(huì)溶解3、測熔點(diǎn)，阿司匹林135°C，貝諾酯174°C，撲熱息痛169-171°C實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：樣品在169-174C左右熔融結(jié)論：實(shí)驗(yàn)所得的成品確定為貝諾酯，無撲熱息痛和阿司匹林的原料雜質(zhì)。五、數(shù)據(jù)結(jié)果處理表1因素水平表水平因素A因素B因素CNaOH溶液濃度(%)溶劑種類反應(yīng)時(shí)間(h)15%苯1210%甲苯2315%二甲苯3

表2貝諾酯合成的正父實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)號(hào)因素評(píng)價(jià)指標(biāo)ABC產(chǎn)物產(chǎn)量（g）11115.2021228.0531337.8042128.1052236.6362316.8073118.1083235.2593326.50K121.0521.420.1K221.5319.9322.