乙酰水楊酸的合成及表征

實(shí)驗(yàn)四乙酰水楊酸的合成及檢測(cè)（4學(xué)時(shí)）阿司匹林為解鎮(zhèn)痛藥，用于治療傷風(fēng)、感冒、頭痛、發(fā)燒、神經(jīng)痛、關(guān)節(jié)痛及風(fēng)濕病等。近年來(lái)，又證明它具有抑制血小板凝聚的作用，其治療范圍又進(jìn)一步擴(kuò)大到預(yù)防血栓形成，治療心血管疾患。阿司匹林化學(xué)名為2-乙酰氧基苯甲酸，化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：阿司匹林為白色針狀或板狀結(jié)晶，mp.135~140℃一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解酯類的合成方法，熟悉酰化反應(yīng)的原理和實(shí)驗(yàn)操作；2．掌握有機(jī)化合物的純化機(jī)理和基本操作，掌握其純度的檢測(cè)方法；3．了解工業(yè)化生產(chǎn)與實(shí)驗(yàn)室小試工藝間的區(qū)別與聯(lián)系；二、實(shí)驗(yàn)原理1、合成：原料水楊酸是雙官能團(tuán)化合物，它即是酚又是芳香族羧酸，因此它能進(jìn)行兩種不同的酯化反應(yīng)。既可與甲醇反應(yīng)生成水楊酸甲酯(即冬青油)，又可與乙酸酐作用，使水楊酸分子中酚羥基上的氫原子被乙?；〈瑥亩玫揭阴Ｋ畻钏?。OOO+COOHOHCH3OOO+COOHOHCH3COCH3C親核加成HCOOHCH3C+OOCCH3OH+失質(zhì)子COOHOCOOCCH3OCH3消除COOHOCCH3O+CH3COO+H+CH3COOHCOOHOHnCOOHOHn(n1)H2OOHCnOHO可以利用乙酰水楊酸與NaHCO3反應(yīng)生成水溶性的鈉鹽，而高聚物不溶于NaHCO3溶液的原理，通過(guò)過(guò)濾將高聚物分離出去。然后再用酸將乙酰水楊酸沉淀出來(lái)，從而達(dá)到純化產(chǎn)品的目的，其反應(yīng)式如下：COOHCOOH+NaHCO3=OOCH3CCOONa+H2OOOCH3C+CO2COOH+NaClOOCH3CHCl白色晶體3、重結(jié)晶：在最終產(chǎn)物中最有可能產(chǎn)生的雜質(zhì)是水楊酸本身，這是由于乙?；磻?yīng)不完全或是產(chǎn)物在分離步驟中發(fā)生水解造成的。因此還可以用乙醇、丙酮或乙酸乙酯對(duì)最終產(chǎn)物進(jìn)行重結(jié)晶，從而得到純度更高的產(chǎn)品——阿司匹林。由于阿司匹林的生產(chǎn)是一個(gè)成熟的工藝，將它與實(shí)驗(yàn)室制備作對(duì)比，從而了解化工產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)與實(shí)驗(yàn)室制備的聯(lián)系與區(qū)別。三、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)題1．?；磻?yīng)的條件是什么？2．濃硫酸在反應(yīng)中的作用是什么？能否用稀硫酸代替？3．本實(shí)驗(yàn)中所用的水楊酸和玻璃儀器必需是干燥的，為什么？4、本實(shí)驗(yàn)中可產(chǎn)生什么副產(chǎn)物？四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器、試劑1．設(shè)備、儀器：旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、循環(huán)水泵、電子天平、干躁箱，顯微熔點(diǎn)儀、紅外、布氏漏斗及抽濾裝置；100ml錐型燒瓶、10-50ml量筒、250ml燒杯、102．試劑：水楊酸、乙酸酐、硫酸，碳酸氫鈉、鹽酸、95％乙醇、1%三氯化鐵，丙酮或乙酸乙酯等；水楊酸乙酸酐水楊酸乙酸酐冰浴抽濾純化硫酸六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及操作步驟1．乙酰水楊酸的合成：1)酯化：稱量2g水楊酸(0.045mol)放入干燥的錐形瓶中，慢慢加入5ml乙酐(5.4g0.053mol)，并滴加5～6滴濃硫酸，輕輕搖蕩錐形瓶使溶解，在80~85℃水浴中加熱約15min，從水浴中移出錐形瓶，當(dāng)內(nèi)容物溫?zé)釙r(shí)慢慢滴入3~5mL冰水，此時(shí)反應(yīng)放熱，甚至沸騰。反應(yīng)平穩(wěn)后，再加入40～50mL水，用冰水浴冷卻，并用玻棒不停攪拌，使結(jié)晶完全析出，若無(wú)晶體或出現(xiàn)油狀物，可用玻棒(在冰水浴中)摩擦內(nèi)壁以助沉淀，抽濾，用少量冰水洗滌兩次，得阿斯匹林粗產(chǎn)物。2)純化：將阿斯匹林的粗產(chǎn)物移至燒杯中，加入25mL飽和NaHCO3溶液攪拌，直至無(wú)CO2氣泡產(chǎn)生，抽濾，用少量水洗滌，保留將洗滌液與濾液，棄去濾渣(此濾渣為何物?)。3)首先在燒杯中放大約5mL濃鹽酸并加入l0mL水，搖勻此鹽酸水溶液，再將步驟(2)的濾液倒入此燒杯中，阿斯匹林隨即重復(fù)沉淀析出；再用冰水冷卻令結(jié)晶完全析出，抽濾，冷水洗滌，壓干濾餅，自然晾干為佳。(產(chǎn)率約80%，熔點(diǎn)134~136°C)4)*重結(jié)晶：此內(nèi)容供同學(xué)選做，選做的同學(xué)須在預(yù)習(xí)報(bào)告中提出并寫清實(shí)驗(yàn)方法；（提供的試劑為95％乙醇或丙酮）2．乙酰水楊酸純度的檢測(cè)與測(cè)定：由于水楊酸的酚羥基可與FeCl3稀試劑呈現(xiàn)顏色反應(yīng)，產(chǎn)生Fe(II)—酚深紫色絡(luò)合物，所以可用1%FeCl3溶液來(lái)定性檢驗(yàn)產(chǎn)品的純度。1)檢驗(yàn)：將少量（少于0.05g）的水楊酸放入試管A，再將少量產(chǎn)品放入試管B內(nèi)，然后在A、B試管里各加入1ml左右的乙醇使其溶解，再在各試管里滴加幾滴1%FeCl3水溶液，觀察和記錄顏色變化，鑒定產(chǎn)品純度；（可在合成與純化后，各做一次檢驗(yàn)，進(jìn)行比較）2)熔點(diǎn)的測(cè)定*（略）3)產(chǎn)品的紅外表征*（略）注：由于課時(shí)所限，凡標(biāo)注*號(hào)的內(nèi)容不做。七、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理表原料水楊酸(g)乙酸酐(ml)乙酰水楊酸理論產(chǎn)量(g)實(shí)際產(chǎn)量(g)產(chǎn)率(%)FeCl3檢驗(yàn)結(jié)果粗產(chǎn)品純化產(chǎn)品八、實(shí)驗(yàn)思考題1、為什么使用新蒸餾的乙酸酐？加入濃硫酸的目的是什么？2、乙酰水楊酸還可以使用溶劑進(jìn)行重結(jié)晶？重結(jié)晶時(shí)需要注意什么？3、通過(guò)什么樣的簡(jiǎn)便方法可以鑒定出阿斯匹林是否變質(zhì)？4、若在硫酸的存在下，水楊酸于乙醇作用將得到什么產(chǎn)物？寫出反應(yīng)方程式。5、本實(shí)驗(yàn)是否可以使用乙酸代替乙酸酐？一、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告（要求：①簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮恚虎诤?jiǎn)述實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟、儀器設(shè)備及試劑的名稱；③簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)裝置或流程；④了解注意事項(xiàng)，回答預(yù)習(xí)題）二、實(shí)驗(yàn)記錄與數(shù)據(jù)處理（要求：根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式，計(jì)算理論產(chǎn)量，并與實(shí)際產(chǎn)量對(duì)比分析誤差原因；寫出計(jì)算過(guò)程，將實(shí)驗(yàn)記