阿司匹林(乙酰水杨酸)的制备.ppt

阿司匹林 乙酰水杨酸 的制备 1 学习酯化反应的基本原理2 学习简单的有机合成及抽滤操作 一 实验目的 二 实验原理 阿斯匹林是一种止痛 退热和抗炎药 早在18世纪 人们就已经从柳树皮中提取了水杨酸 并发现它的作用 不过它对人的肠胃刺激作用很大 后来 人们发现了其中的有效成分为水杨酸 并成功地合成出了替代水杨酸的有效药物 乙酰水杨酸 并用它与添加剂配合制造了效果更好的药物阿司匹林 通过醋酸中的羧基 COOH 与水杨酸中的羟基 OH 发生酯化反应就可制得阿斯匹林中的有效成分乙酰水杨酸 由于酯化反应为可逆反应 故以上反应中所得的乙酰水杨酸产率不高 在实验中若以醋酐代替醋酸 醋酐将与酯化反应的产物水作用生成醋酸 从而促进酯化反应向右进行 使产率提高 另外 加入浓磷酸作催化剂可以加快反应 乙酰水杨酸常温下为固体 微溶于水 可以通过结晶法分离出来 但是在生成乙酰水杨酸的同时 也生成少量的聚合物副产物 乙酰水杨酸与碳酸氢钠反应生成可溶性钠盐 而副产物聚合物不溶于碳酸氢钠 这种性质上的差别可用于纯化乙酰水杨酸 没有发生反应的水杨酸 可以在纯化和重结晶过程中除去 水杨酸可与FeCl3反应生成深色配位化合物 而乙酰水杨酸的酚羟基已被酰化 不再与FeCl3发生反应 这种性质上的差别可用于鉴定水杨酸杂质 本实验中采用冰醋酸和水样酸作为反应原料 相关知识介绍 拜耳 1863年在德国创建 一个多世纪前开发了全球最著名的止痛药 阿司匹林 中国是拜耳在亚洲的第二大单一市场 年销售额约为5亿欧元 拜耳已与中方组建了12家合资企业 阿斯匹林从发明至今已有百年的历史 在这100年里 它从一个治疗头痛的药物 直至被飞往月球的 太阳神十号 作为急救药品之一 人们不断地发现阿斯匹林的新效用 它因此被称为 神奇药 阿斯匹林的发明起源于随处可见的柳树 在中国和西方 人们自古以来就知道柳树皮具有解热镇痛的神奇功效 在缺医少药的年代里 人们常常将它作为治疗发烧的廉价 良药 在许多偏远的地方 当产妇生育时 人们也往往让她咀嚼柳树皮 作为镇痛的药物 人们一直无法知道柳树皮里究竟含有什么物质 以致于具有这样神奇的功效 直至1800年 人们才从柳树皮中提炼出了具有解热镇痛作用的有效成分 水杨酸 1898年 德国化学家霍夫曼用水杨酸与醋酐反应 合成了乙酰水杨酸 1899年 德国拜耳药厂正式生产这种药品 取商品名为Aspirin 这就是医院里最常用的药物 阿斯匹林 根据拜耳公司的官方历史 霍夫曼的研究动力来源于他的父亲服用水杨酸时候对药的强烈味道和副作用的抱怨 霍夫曼还有另一个著名的成就 他用同样的方法合成了乙酰吗啡 当时的医生刚刚开始注意到吗啡的成瘾性 霍夫曼的乙酰吗啡很快就被拜耳公司以非上瘾性吗啡投入市场 Aspirin一经问世就风靡世界 成为最常用的药物之一 发现Aspirin作用的1982年诺贝尔奖得主文尼说 全世界每年要消耗45000吨Aspirin 近年来 随着医学科学的发展 Aspirin越来越多的新用途被逐步发现 首先是能降低心肌缺血患者的死亡率 因此 目前以Aspirin为男女性冠心病患者的二级预防药 另外它可增加老年人的认知功能 国外对65岁以上7671位老年人的研究结果表明 服阿司匹林组认知功能测分结果高于未服用药物组 且痴呆症患病率也低 临床上 阿司匹林还对直肠癌有良好的治疗效果 还可用于治疗脚癣 偏头痛 下肢静脉曲张引起的溃疡等 需要指出的是 口服小剂量阿司匹林会引起上消化道出血以及过敏反应仍是一个在临床上棘手的问题 尽管阿司匹林这个老药新用前途广阔 但慎用仍是不可忽略的 作用机制 本品是不可逆花生四烯酸环氧酶抑制剂 抑制前列腺素的生物合成 它的胃肠道副反应正是由于胃粘膜前列腺素 主要是PGI2 的合成受到抑制 局部血流减少及缺血所致 实验表明 高浓度乙酰水杨酸能抑制血管空中环氧酶 它同时抑制或减少了血小板中具有强大的血小板聚集及血栓形成功能的血栓素A2 TXA2 的合成 因而有抗血小板聚集及血栓形成的作用 本品可预防心肌梗死及动脉血栓 三 仪器与药品 仪器 250cm3锥形瓶 烘干 10cm3量筒 烘干 布氏漏斗 吸滤瓶 水泵 水浴锅 温度计试剂 水杨酸 冰醋酸 85 磷酸 饱和NaHCO3溶液 浓盐酸 1 FeCl3溶液 物理常数 四 实验步骤 1 阿司匹林的制备取250cm3干燥锥形瓶一只 先后加入2 0g水杨酸 5 0cm3醋酐 再加入5滴85 磷酸作催化剂 将锥形瓶放在75 左右的水浴锅内加热 并用玻璃棒不断搅拌锥形瓶中的液体 保持该温度15min 使反应进行得完全 加入2cm3水 在75 左右的水浴锅内加热20min 以除去剩余醋酸 当乙酸蒸汽停止放出后 将锥形瓶从水浴中取出 加入20cm3水 冷却后即有结晶生成 把锥形瓶放在冰水中以加速结晶 如果不结晶 可用玻棒磨擦锥形瓶的内壁并将锥形瓶置于冰浴中冷却以使结晶产生 待结晶完全后减压过滤 滤渣即为粗产品 待滤液抽干时减慢抽滤速度 将5cm3经冰浴冷却过的去离子水均匀地倒在晶体上 洗涤晶体 如此重复几次 继续抽吸将溶剂尽量抽干 然后将粗产物转移到表面皿上风干 2 阿司匹林的提纯将粗产物转移到100cm3烧杯中 在搅拌下慢慢加入25cm3饱和碳酸钠溶液 继续搅拌几分钟 直至无二氧化碳气泡生成 减压过滤 副产物聚合物应被滤出 用5 10cm3水冲洗漏斗 合并滤液 倒入烧杯中 在搅拌下慢慢加入约15cm3HCl溶液至pH 2 即有乙酰水杨酸沉淀析出 将烧杯置于冰浴中冷却 使结晶完全 减压过滤 尽量抽去滤液 再用冷水洗涤2 3次 抽干水分 将晶体转移到表面皿上晾干 称重 3 阿司匹林的检验与红外光谱分析取几粒晶粒加入盛有5cm3水的试管中 加入1 2滴1 FeCl3溶液 观察有无颜色反应 取少许干燥后的晶体进行红外光谱分析 实验结果 产率计算 理论产量 2 6g实际产量 产率 产率 2 6 100 五 注意事项 1 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139 140 的馏分 2 本实验中要注意控制好温度 水温 90 否则将增加副产物的生成 如水杨酰水杨酸 乙酰水杨酰水杨酸 乙酰水杨