貝諾酯實驗小結

貝諾酯合成優(yōu)化設計實驗小結一、酰氯化反應過程阿司匹林18g+氯化亞砜12ml+吡啶4滴，攪拌加熱反應三小時，加12ml丙酮溶解密封保存。酰氯很活潑極易與水反應，所以實驗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，實驗失敗，出現(xiàn)白色固體而非液體，判斷：因為水蒸氣進入了反應體系。改用電熱套加熱裝置，缺點不好控溫，必須時刻照看著使溫度計保持在70-75°C。＞80°C時，酰氯溶液會變紅色，可以稍撤離電源，調低溫度使下降。反應完畢后，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)有固體結塊現(xiàn)象。討論分析后得出結論：減壓抽除氣體的時間不宜過長，容易使溶液沸點降低，析出晶體。之后的第一步實驗情況一直很順利，因為酰氯活性強，得到的黃色酰氯丙酮溶液經(jīng)常會變成綠色，一段時間后又恢復成黃色，也有可能是機械攪拌過程中帶入了鐵離子的緣故。二、酯化反應過程撲熱息痛4.3g+水25ml+15%NaOH溶液9ml,慢慢滴加酰氯丙酮溶液8ml，調節(jié)PH至10,水浴控溫20-25C，強力攪拌兩小時，抽濾得粗品。經(jīng)多次試驗證明，酯化過程中直接常溫水浴也可以進行反應，對產(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，此時應立馬加酰氯溶液開始酯化反應，不然在攪拌下?lián)錈嵯⑼吹膲A液就會變成灰色不透明狀，不利于下一步酯化。前兩周的試驗中，酯化過程的溶液顏色土黃且黏性特別大，抽濾時沒有典型的固體析出現(xiàn)象，每次抽濾都要花費將近一天的時間，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，且會散發(fā)出刺鼻的氣味，這是氯化亞砜殘留的特征。重復酯化試驗多次，將各個步驟都完善化，但仍是難以抽濾，勉強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，而是灰色的強粘性固體，一直未得到優(yōu)良粗品。討論：抽濾時不用水洗滌，改用乙醚，或許可以降低黏性。改進方法后將酯化產(chǎn)品進行抽濾，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，難抽濾，強粘性

圖3：勉強抽濾烘干后得到的粗品，灰色結塊，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文獻資料，放棄丙酮，改用甲苯做酰氯溶劑，同時注意之前操作中遇到的問題，逐步改進方法，加入NaOH溶液后迅速強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。因此我們在貝諾酯的合成工藝中，對溶劑系統(tǒng)進行改進。以正交設計方法設計實驗，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的最佳實驗條件。三、薄層檢驗在酯化過程中，分別在反應20min、40min、60min、80min時取樣做薄層檢驗，判斷最佳反應時間，三個樣點：撲熱息痛、阿司匹林、樣點。（撲熱息痛和阿司匹林用乙醇溶解即可）圖5：5%NaOH,苯作溶劑時酯化反應過程的薄層檢驗圖，四塊板分別為四個時間段的取樣檢驗結果。

圖6：10%NaOH,苯作溶劑時酯化反應過程的薄層檢驗圖圖7：15%NaOH,苯作溶劑時酯化反應過程的薄層檢驗圖現(xiàn)象：薄層中貝諾酯理應當會出現(xiàn)第三個不同于原料撲熱息痛與阿司匹林的成品點,與阿司匹林對齊的點能隱約察覺到有第三個點的出現(xiàn),只是不明顯。分析：貝諾酯的成品轉化率不高,純度不高,或者是因為薄層板太短,沒有足夠

的距離讓點展開。在重復的五次判斷最佳反應時間的薄層檢驗后，發(fā)現(xiàn)展開結果都相差不多。為判斷所得成品是否為貝諾酯及判斷其純度，將九個貝諾酯粗品在三種展開劑中進行薄層檢驗，每塊板上有兩個樣點：圖8：使用貝諾酯展開劑（二氯甲烷80：乙醚15：冰醋酸4）每塊板上有兩個樣點，將板編號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）每塊板上有兩個點，將板編號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結果圖丟失！現(xiàn)象：使用15%NaOH反應得到的粗品的薄層檢驗中均為單一斑點，而5%、10%中的均有兩個斑點，說明使用15%NaOH得到的貝諾酯純度更高。10%NaOH+二甲苯做溶劑時的成品純度次之。四、其他鑒別實驗取15%NaOH、甲苯為溶劑時的粗品做以下鑒別試驗：1、撲熱息痛+氯化鐵溶液會顯藍紫色（下圖左燒杯），樣品+氯化鐵溶液無顯色反應（下圖右燒杯）；

2、撲熱息痛溶于乙醇，貝諾酯只能溶于熱乙醇。實驗現(xiàn)象：樣品不溶于乙醇，加熱后會溶解3、測熔點，阿司匹林135°C，貝諾酯174°C，撲熱息痛169-171°C實驗現(xiàn)象：樣品在169-174C左右熔融結論：實驗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。五、數(shù)據(jù)結果處理表1因素水平表水平因素A因素B因素CNaOH溶液濃度(%)溶劑種類反應時間(h)15%苯1210%甲苯2315%二甲苯3

表2貝諾酯合成的正父實驗試驗號因素評價指標ABC產(chǎn)物產(chǎn)量（g）11115.2021228.0531337.8042128.1052236.6362316.8073118.1083235.2593326.50K121.0521.420.1K221.5319.9322.