乙酰水杨酸的制备.doc

一、 阿司匹林简介基本信息 中文名称：阿司匹林(解热镇痛药)阿司匹林(退热药) 中文俗名：醋柳酸、巴米尔、力爽、塞宁、东青等英文名称：Aspirin英文别名：Acenterine、Acetard、Acetophen、Acetylsalicylic Acid、Acidum Acetylsalicylicum、Adiro、Albyl、Aluprin、Asadrine、Aspirinetas、Bayaspirina、Bi-Prin、Codral Junior、Ecotri、Ecotrin、Elsprin、Empirin、Enteretas、Novosprin、Rhonal、Salitison、Salicylic Acid Acetate等拉丁名称：Aspirin 化学普通命名法：乙酰水杨酸，acetylsalicylic acid化学系统命名法：2-(乙酰氧基)苯甲酸IUPAC命名法：2-ethanoylhydroxybenzoic acid分子式为：C9H8O4 结构式：分子相对质量：180.16g/mol熔点：135136外观和性状：白色针状或板状结晶或结晶性粉末。无臭，微带酸味。在干燥的空气中稳定，遇潮则缓慢水解成水杨酸和醋酸。溶解性：微溶于水，溶于乙醇、乙醚、氯仿，也溶于碱溶液，同时分解。适用病症本药临床可用于下列情况。镇痛、解热可缓解轻度或中度的疼痛，如头痛、牙痛、 神经痛、肌肉痛及月经痛，也用于感冒、流感等退热。本品仅能缓解症状，不能治疗引起疼痛、发热的病因，故需同时应用其他药物参因治疗。 消炎、抗风湿阿司匹林为治疗风湿热的首选药物，用药后可解热、减轻炎症，使关节症状好转，血沉下降，但不能去除风湿的基本病理改变，也不能预防心脏损害及其他合并症。如已有明显心肌炎，一般都主张先用肾上腺皮质激素，在风湿症状控制之后、停用激素之前，加用本品治疗，以减少停用激素后引起的反跳现象。 关节炎除风湿性关节炎外， 本品也用于治疗类风湿性关节炎，可改善症状，为进一步治疗创造条件。此外，本品用于骨关节炎、强直性脊椎炎、幼年型关节炎以及其他非风湿性炎症的骨骼肌肉疼痛，也能缓解症状。 抗血栓本品对血小板聚集有抑制作用，阻止血栓形成， 临床可用于预防暂时性脑缺血发作、心肌梗塞、心房颤动、人工心脏瓣膜、动静脉瘘或其他手术后的血栓形成。也可用于治疗不稳定型心绞痛。 皮肤粘膜淋巴结综合症(川崎病)患川崎病的患儿应用阿司匹林，目的是减少炎症反应和预防血管内血栓的形成。大量的临床试验显示，对大部分病人来说，包括慢性稳定性或不稳定心绞痛患者，阿司匹林75mg/日可有效降低发生急性心肌梗死和死亡的危险。这一剂量也可降低一过性脑缺血发作患者脑卒中和死亡的发生率。欧洲一项脑卒中预防研究显示，既往有一过性脑缺血发作和脑卒中病史的患者使用阿司匹林25mg，每日2次，即50mg/日可降低脑卒中或死亡的危险。临床实践证明，患者即使服用比表中剂量更高的阿司匹林，疗效不会进一步增加，但副作用的发生却大大增加。因此在治疗各种血栓性疾病中，患者应该使用最小的有效剂量，亦即长期应用50160mg/日，以达到最大疗效，而毒副作用则减至最小，这才是患者服用阿司匹林的最佳剂量。药品简介早在1853年夏尔，弗雷德里克热拉尔(Gerhardt)就用水杨酸与乙醋酐合成了乙酰水杨酸，但没能引起人们的重视；1898年德国化学家菲霍夫曼又进行了合成，并为他父亲治疗风湿关节炎，疗效极好；1899年由德莱塞介绍到临床，并取名为阿司匹林(Aspirin)。到目前为止，阿司匹林已应用百年，成为医药史上三大经典药物之一，至今它仍是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药，也是作为比较和评价其他药物的标准制剂。在体内具有抗血栓的作用，它能抑制血小板的释放反应，抑制血小板的聚集，这与TXA2生成的减少有关。 临床上用于预防心脑血管疾病的发作。 阿司匹林于1898年上市，近年来发现它还具有抗血小板凝聚的作用，于是重新引起了人们极大的兴趣。将阿司匹林及其他水杨酸衍生物与聚乙烯醇、醋酸纤维素等含羟基聚合物进行熔融酯化，使其高分子化，所得产物的抗炎性和解热止痛性比游离的阿司匹林更为长效。根据文献记载，都说阿司匹林的发明人是德国的费利克斯霍夫曼，但这项发明中，起着非常重要作用的还有一位犹太化学家阿图尔艾兴格林。 阿图尔艾兴格林的辛酸故事发生在1934年至1949年间。1934年，费利克斯霍夫曼宣称是他本人发明了阿司匹林。当时的德国正处在纳粹统治的黑暗时期，对犹太人的迫害已经愈演愈烈。在这种情况下，狂妄的纳粹统治者更不愿意承认阿司匹林的发明者有犹太人这个事实，于是便将错就错把发明家的桂冠戴到了费利克斯霍夫曼一个人的头上，为他们的“大日耳曼民族优越论”贴金。纳粹统治者为了堵住阿图尔艾兴格林的嘴，还把他关进了集中营。第二次世界大战结束后，大约在1949年前后，阿图尔艾兴格林又提出这个问题，但不久他就去世了。从此这事便石沉大海。 英国医学家、史学家瓦尔特斯尼德几经周折获得德国拜尔公司的特许，查阅了拜尔公司实验室的全部档案，终于以确凿的事实恢复了这项发明的历史真面目。他指出：在阿司匹林的发明中，阿图尔艾兴格林功不可没。事实是在1897年，费利克斯霍夫曼的确第一次合成了构成阿司匹林的主要物质，但他是在他的上司知名的化学家阿图尔艾兴格林的指导下，并且完全采用艾兴格林提出的技术路线才获得成功的。到目前为止，阿司匹林已应用百年，成为医药史上三大经典药物之一，至今它仍是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药，也是作为比较和评价其他药物的标准制剂。100年以来，人们不断的发现阿司匹林的新效用，甚至被带上飞往月球的“太阳神十号”作为急救药品之一。它因此被称为“神奇药”。二、实验目的1、了解酰化反应及乙酰化物的制备方法。2、掌握抽滤、重结晶、熔点测定的基本操作。3、了解乙酰水杨酸的应用价值。三、实验原理乙酰水杨酸既是阿司匹林（aspirin），是19世纪末合成成功的，作为一个有效的解热止痛、治疗感冒的药物，至今仍广泛使用，有关报道表明，人们正在发现它的某些新功能，水杨酸可以止痛，常用于治疗风湿病和关节炎。它是具有双官能团的化合物，一个是酚羟基，一个是羧基，羧基和羟基都可以发生酯化，而且还可以形成分子内氢键，阻碍酰化和酯化反应的发生。阿司匹林是由水杨酸（邻羟基苯甲酸）与醋酸酐进行酯化反应而得的。水杨酸可以由水杨酸甲脂，即冬青油（冬青树脂）提取制而得。本实验就是用邻羟基苯甲酸（水杨酸）与乙酸酐反应制备乙酰水杨酸。 反应式为：此实验可能的副产物：乙酰水杨酸酐，水杨酸，乙酰苯脂，水杨酸苯脂，乙酰水杨酸苯脂。乙酰水杨酸的鉴定：（1） 乙酰水杨酸(阿司匹林)在FeCl3溶液中加热水解，水解生成醋酸（CH3COOH）与水杨酸。因为水杨酸分子结构中有酚羟基，故遇到Fe3+显紫色，从而可以定性的证明乙酰水杨酸的存在。（2） 因为物质的熔点是在一定压力下该物质的固液两相蒸汽压相等的温度，也就是固相与液相平衡共存时的温度。纯粹的固提有机化合物一般都有固定的熔点，即在一定的压力下加热到近熔点时，固液两相之间的变化非常灵敏，有开始熔融到全部熔融，温度变化一般不超过0.51。含有杂质的物质的熔点一般比纯物质的要低吗，而且熔融过程中温度的变化也较大。同时根据熔程长短有可定性地看出该化合物的纯度。当化合物中混有杂质时，熔程较长，熔点较低。所以物质熔点的测定是有机合成试验中经常用的一种技术，所得的数据可用来鉴定晶状的有机化合物，并作为该化合物纯度的一种指标。本次试验也将采取显微熔点仪测定产物熔点，定性地分析产物纯度。（3） 乙酰水杨酸是有机弱酸，其酸解离常数Ka=110-3，故可以用酸碱滴定法进行定量分析。四、主要仪器装置和药品药品：水杨酸、新蒸乙酸酐（密度1.08g/ml）、95%乙醇、浓硫酸，冰水仪器：烧杯（250ml）2个，玻璃棒，锥形瓶（100ml一个）,循环水真空泵，布氏漏斗，圆底烧瓶（50ml一个,250ml一个）胶头滴管，温度计一支，水冷凝管一支，电子天平，表面皿，铁架台及其附件，显微熔点仪，烘箱，电热套，酒精灯，长颈漏斗五、实验步骤1、在50ml圆底烧瓶中，加入干燥的水杨酸7.0g（0.050mol）和新蒸的乙酸酐10ml（0.100mol）再滴加10滴浓硫酸，充分摇动，加热使水杨酸全部溶解(若不全溶解，则需补加浓硫酸和乙酸酐)。2、保持瓶内温度在70左右，维持反应20分钟，并经常摇动。3、稍冷后，在不断搅拌下倒入100ml冷水中，并用冰水浴冷却15分钟，抽滤，冰水洗涤，得乙酰水杨酸粗产品，呈白色雪花状。4、将粗产品转至250ml的圆底烧瓶中，装好回流装置，向烧瓶内加入25ml 1:1乙醇和水的混合液与沸石，加热回流，进行热溶解至全溶。5、趁热过滤,向滤液滴加温水至溶液变浑浊，冷却至室温，有晶体析出。过滤，用乙醇和水3:1洗涤23次，晾干，称重计算产率。6、定性检测：阿司匹林的水溶液加热放冷后于FeCl3溶液反应，呈紫色。7、测定熔点：取两片干净且干燥的盖玻片将少量的样品（23颗小结晶），夹在中间，用镊子将样品撵碎。打开控制器上的加热开关，调节旋钮I和II使调节器上的电压达到100，先让仪器快速升温，待温度升至120左右时放慢加热速度，控制温度上升速度为每分钟2左右。此时，再将夹有样品的盖玻片送人加热平台上，用手柄调节显微镜高度，直至可以清楚的看到晶体。当样品结晶棱角开始变圆时，表示熔化已经开始。记下始熔温度，结晶形状完全消失并液化时表示熔化已经完成，记下全熔温度。记录熔程，待仪器冷却下来，重新取两片盖玻片和样品做第二次熔点测定。六、存在的问题及注意事项：1、在第一次实验中发现抽滤出的产品带有粉红颜色，等干燥过后，粉红色消失，此为酒精所带颜色。2、第一步要充分摇动，若没此步骤，水杨酸会在浓硫酸的作用下，生成副产物水杨酸水杨脂。3、产品乙酰水杨酸易受热分解，因此重结晶时不宜长时间加热，控制水温，产品采取自然晾干；同时熔点也不明显，它的分解温度为128135，因此测定熔点时，先将热载体加热至120左右，然后放入样品，避免样品长时间受热分解。4、重结晶时加入的乙醇的量应恰好使沉淀溶解。若乙醇过量则很难析出晶体。5、仪器要全部干燥，药品也要实现干燥处理，酸酐要使用新蒸馏的，收集139140的馏分.6、产品用乙醇水或苯石油醚（6090）重结晶，但绝对不能用水，因为水解作用，会有水杨酸和乙酸生成。7、纯乙酰水杨酸的熔点为135136，但因为乙酰水杨酸受热易分解（分解温度为130左右），影响熔点测定。故测定熔点时，先将热载体加热到120左右，然后放入样品，避免样品长时间受热分解。8、乙酸酐和浓磷酸具有很强的腐蚀性，使用时须小心。如溅在皮肤上，应立即用大量水冲洗。七、实验结果及数据分析从反应方程式中各材料的摩尔比，可以看出乙酸酐是过量的，所以理论产量应根据水杨酸来计算。7g水杨酸理论上产生乙酰水杨酸9. 1386g。计算过程：乙酰水杨酸的相对分子质量为180.16g/mol，则其理论产量为7.1900/138.00180.16=9.3866g。实际测得产量为4.6664g。产率为：4.6664/9.3866100%=49.71%熔点的测定结果表二样品第一次第二次乙酰水杨酸始熔全熔始熔全熔131138130137八、思考及探讨1、实验感想：在实验的准备阶段，我就和搭档通过校园图书馆和电子阅览室查阅到了很多的有关本实验的资料，了解了很多关于阿司匹林的知识，无论是其发展历史、药理、分子结构还是物理化学性质。而从此实验，我们学习并掌握了实验室制备阿司匹林的各个过程细节，但毕竟是我们第一次独立的做实验，导致实验产率较低，误差较大。在几个实验方案中，我们选取了一个较简单，容易操作的进行实验。我与同学共做了3次实验，第一次由于加错药品而导致实验失败，第二次实验由于抽滤的时候加入酒精的量过多，导致实验产率过低。因此，我们进行了第三次实验，在抽滤时对酒精的用量减少，虽然结果依然不理想，但是我们仍有许多的收获：（1）、培养了严谨求实的精神和顽强的毅力。通过此次的开放性实验，使我们了解到“理论结合实践”的重要性，使我们的动手能力和思考能力得到了锻炼和提高，明白了在实践中我们仍需要克服很多的困难。（2）、增进同学之间的友谊，增强了团队合作精神。这次的开放性实验要求两个或者两个以上的同学一起完成，而且不像以前实验时有已知的实验步骤，这就要求我们自己通力合作，独立思考，查阅资料了解实验并制定方案，再进行实验得到要求中的产物。我们彼此查找资料，积极的发表个人意见，增强了团队之间的协作精神，培养了独立思考问题的能力，同时培养了我们科学严谨的求知精神，敢于追求真理，不怕失败的顽强毅力。当然我们也在实验中得到了很大的乐趣。2、对实验的改进在制备乙酰水杨酸时，要求反应温度在70左右，而我们实验时使用的是电热套，温度不能稳定，因此，我们可以在水浴锅内加热，并保持锅内的温度在80左右就可以了。3、特别感谢：在此次开放性实验中，指导老师郭成义老师和基础化学实验教学部的其他老师都给与了很多的帮助和支持，能使我们顺利的完成了实验。同时，我们也感谢为我们提供这次实验机会的基础化学实验教学部和学校，是你们用另一种方式丰富了我们的知识，