乙酰水杨酸（阿司匹林）的合成.doc

设计性实验报告题 目： 乙酰水杨酸（阿司匹林）的合成课程名称： 有机化学实验系 别： 化学系专 业： 化学班 级： 091姓 名： 张菲菲学 号： 2009121138实验学期：2011 至 2012学年 第一学期乙酰水杨酸（阿司匹林）的合成姓名：张菲菲化学系, 化学, 091班, 学号2009121138摘要 乙酰水杨酸俗称阿司匹林，为重要的医药。具有退热、镇痛、抗风湿等作用。它是由水杨酸(邻羟基苯甲酸)和乙酸酐合成的。水杨酸是一种具有双官能团的化合物，一个是酚羟基，一个是羧基。能进行两种不同的酯化反应，而且还可以形成分子内氢键，阻碍酰化和酯化反应的发生。当与乙酸酐反应时，可以得到乙酰水杨酸，即阿斯匹林。关键词 阿司匹林，水杨酸，乙酸酐，乙酰水杨酸，抽滤1 引言乙酰水杨酸, 通常称为阿斯匹林(aspirin)，是由水杨酸(邻羟基苯甲酸)和乙酸酐合成的。早在十八世纪，人们已从柳树皮中提取了水杨酸，注意到它可以作为止痛、退热和抗炎药，不过对肠胃刺激作用较大。水杨酸是1838年第一次由强碱作用于相应的醛后经酸化得到的一种化合物。1859年Kolbe使用于燥的苯酚钠盐粉末和二氧化碳在47atm(1atm101.325kPa)下进行反应，制备成水杨酸，现在工业上都用Kolbe合成法生产。直到目前，阿斯匹灵仍然是一个广泛使用的具有解热止痛作用、用于治疗感冒的药物。常用于治疗风湿病和关节炎。近年来还发现阿斯匹林能抑制血小板凝聚，可防止血栓的形成。水杨酸是一种具有双官能团的化合物，一个是酚羟基，一个是羧基。能进行两种不同的酯化反应，而且还可以形成分子内氢键，阻碍酰化和酯化反应的发生。当与乙酸酐反应时，可以得到乙酰水杨酸，即阿斯匹林；如与过量的甲醇反应，生成水杨酸甲酯，它是第一个作为冬青树的香味成分被发现的，因此通称为冬青油。阿斯匹林又名乙酰水杨酸，分子式：C9H8O4，分子量为：180.16，是白色针状结晶或结晶性粉末。熔点：135，pka=2.98，其酸性比苯甲酸强，微溶于水，易溶于乙醇、氯仿、乙醚及碱液等。其分子内的羟基和羧基都可以进行酯化反应。本实验用乙酸酐对水杨酸的酚羟基进行酰化制备乙酰水杨酸，即阿斯匹林。乙酰水杨酸（阿斯匹林）的相关光谱图：乙酰水杨酸的红外光谱图乙酰水杨酸的核磁共振碳谱图 乙酰水杨酸的质谱图乙酰水杨酸（阿斯匹林）的应用价值：阿司匹林英文名称：aspirin 其他名称：乙酰水杨酸，醋柳酸。适应症：阿司匹林是使用最多、使用时间长的解热、镇痛和消炎药物，能抑制体温调节中枢的前列腺素合成酶，使前列腺素（pge1）合成、释放减少，从而恢复体温中枢的正常反应性，使外周血管扩张并排汗，使体温恢复正常。本品尚具抗炎、抗风湿作用，并促进人体内所合成的尿酸的排泄，对抗血小板的聚集。适用于解热，减轻中度疼痛如关节炎、神经痛、肌肉痛、头痛、偏头痛、痛经、牙痛、咽喉痛、感冒及流感症状。目前，所知有关制备乙酰水杨酸（阿斯匹林）的方法有以下两种：1.1第一种方案在50mL锥形瓶中，加入干燥的水杨酸7.0g（0.050mol）和新蒸的乙酸酐10ml（0.100mol）(思考题1)，再加10滴浓硫酸，充分摇动（思考题2）。水浴加热，水杨酸全部溶解，保持瓶内温度在70左右（思考题3），维持20min，并经常摇动。稍冷后，在不断搅拌下倒入100ml冷水中，并用冰水浴冷却15min，抽滤，冰水洗涤（思考题4），得乙酰水杨酸粗产品。将粗产品转至250ml圆底烧瓶中，装好回流装置，向烧瓶内加入100ml乙酸乙酯和2粒沸石，加热回流，进行热溶解（思考题5）。然后趁热过滤，冷却至室温，抽滤，用少许乙酸乙酯洗涤，干燥，得无色晶体状乙酰水杨酸。取几粒结晶加入盛有3mL 水的试管中溶入几滴乙醇中，并滴加1-2滴1三氯化铁溶液，如果发生显色反应，说明仍有水杨酸存在。产物可用乙醇水混合溶剂重结晶：即先将粗产品溶于少量沸乙醇中，再向乙醇溶液中添加热水直至溶液中出现混浊，再加热至溶液澄清透明（注意：加热不能太久，以防乙酰水杨酸分解），静置慢慢冷却、过滤、干燥、称重、测定熔点并计算产率。1.2第二种方案在50mL锥形瓶中依次加入1.0g水杨酸，2.5mL乙酸酐2滴浓硫酸摇匀，使水杨酸溶解。将锥形瓶置于90的热水浴中，加热10min，并不时地振摇。然后，停止加热，待反应混合物冷却至室温后，缓缓加入15mL水，边加水边振摇(注意，反应放热，操作应小心)。将锥形瓶放在冷水浴中冷却使晶体完全析出、抽滤，并用少量冷水洗涤，抽干，得乙酰水杨酸粗产品。将粗产品转入到100mL烧杯中，加入饱和碳酸氢钠水溶液，边加边搅拌，直到不再有二氧化碳产生为止。抽滤，除去不溶性聚合物(水杨酸自身聚合)。再将滤液倒入100mL烧杯中，缓缓加入10mL20盐酸，边加边搅拌，这时会有晶体逐渐析出。将此反应混合物置于冰水浴中，使晶体尽量析出。抽滤，用少量冷水洗涤2-3次，然后抽干，取几粒结晶加入盛有3mL 水的试管中溶入几滴乙醇中，并滴加1-2滴1三氯化铁溶液，如果发生显色反应，说明仍有水杨酸存在。产物可用乙醇水混合溶剂重结晶：即先将粗产品溶于少量沸乙醇中，再向乙醇溶液中添加热水直至溶液中出现混浊，再加热至溶液澄清透明（注意：加热不能太久，以防乙酰水杨酸分解），静置慢慢冷却、过滤、干燥、称重、测定熔点并计算产率。上述两种方案，大体相同。由于，第二种方案操作稍有简便，故本实验采用第二种方案。2 实验原理：乙酰水杨酸即阿斯匹林（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。它是一种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。阿斯匹林是由水杨酸（邻羟基苯甲酸）与醋酸酐进行酯化反应而得的。水杨酸可由水杨酸甲酯，即冬青油（由冬青树提取而得）水解制得。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：副反应：3 主要试剂和产品的物理常数名称分子质量颜色晶型mpbpDnD溶解度H2O乙醇乙醚水杨酸138.12白色针状晶体或毛状结晶性粉末211(2.66Kpa)1591.44微溶易溶易溶乙酸酐102.09无色液体139-731.081.3904不溶易溶不溶乙酸乙酯88.11有果子香气的无色可燃性液体。77.1-83.60.8941.3723微溶易溶易溶乙酰水杨酸180.16白色结晶性粉末134-1361.35微溶易溶易溶4 试验用品：4.1 仪器圆底烧瓶（250mL），天平，胶头滴管，水浴锅，温度计，玻璃棒，布什漏斗，真空泵，烧杯，回流冷凝管，锥形瓶（50mL），试管，表面皿，烧杯4.2 药品 水杨酸（s）,乙酸酐（L）,浓硫酸, 冰块，乙酸乙酯（L），沸石，1三氯化铁溶液，乙醇，水5 实验装置图： 反应装置 抽滤装置 回流装置6 实验步骤：6.1 乙酰水杨酸的制备在50mL锥形瓶中，加入干燥的水杨酸7.0g（0.050mol）和新蒸的乙酸酐10mL（0.100mol），再加10滴浓硫酸，充分摇动。水浴加热，水杨酸全部溶解，保持瓶内温度在70左右，维持20min，并经常摇动。稍冷后，在不断搅拌下倒入100mL冷水中，并用冰水浴冷却15min，抽滤，冰水洗涤，得乙酰水杨酸粗产品。6.2 粗品重结晶纯化将粗产品转至250mL圆底烧瓶中，装好回流装置，向烧瓶内加入100mL乙酸乙酯和2粒沸石，加热回流，进行热溶解。然后趁热过滤，冷却至室温，抽滤，用少许乙酸乙酯洗涤，干燥，得无色晶体状乙酰水杨酸。取几粒结晶加入盛有3mL 水的试管中溶入几滴乙醇中，并滴加1-2滴1三氯化铁溶液，如果发生显色反应，说明仍有水杨酸存在。产物可用乙醇水混合溶剂重结晶：即先将粗产品溶于少量沸乙醇中，再向乙醇溶液中添加热水直至溶液中出现混浊，再加热至溶液澄清透明（注意：加热不能太久，以防乙酰水杨酸分解），静置慢慢冷却、过滤、干燥、称重、测定熔点并计算产率。（乙酰水杨酸为白色针状晶体，熔点132-135）6.3 实验操作流程：7 实验记录及数据处理实验所测得的乙酰水杨酸的质量为m实=产率=% =测得的熔点：8 实验结果与讨论8.1误差分析8.2注意事项：8.2.1 热过滤时，应该避免明火，以防着火。8.2.2 产品乙酰水杨酸易受热分解，因此熔点不明显，它的分解温度为128 135。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。用毛细管测熔点时宜先将溶液加热至120左右，再放入样品管测定。8.2.3 仪器要全部干燥，药品也要实现经干燥处理，醋酐要使用新蒸馏的，收集139140的馏分。8.2.4 本实验中要注意控制好温度（水温70）8.2.5 产品用乙醇-水或苯-石油醚（6090）重结晶。8.3 心得体会9 参考文献1 /2006/060108/3/2/37.doc 2 /lesson_detail.asp?id=363 /view/49277.htm Acetylsalicylic acid (aspirin) was synthesizedZhang Feifei(Class 091 Learning number 2009121138)The summary Acetylsalicylic acid commonly known as aspirin, as an important medicine. With fever, analgesic, anti-rheumatism and so on. It is salicylic acid (o-hydroxy benzoic acid) and acetic anhydride synthesis.Salicylic acid is a kind of bifunctional compounds, one hydroxyl, one carboxyl group. Can be two different esterification, but also the formation of intramolecula