阿司匹林及其铜配合物的制备和表征

阿司匹林及其铜配合物的制备和表征一、实验目的了解酯化反应的基本原理及其在阿司匹林制备中的应用。掌握减压过滤、重结晶等基本操作。掌握阿司匹林铜配合物的制备与表征方法。二、实验原理，．阿司匹林为镇痛药，用于治疗伤风、感冒、头痛、发烧、，神经痛、关节痛及风湿病等。近年来，又证明它具有抑制血小板凝聚的作用，其治疗范围又进一步扩大到预防血栓形成，治疗心血管疾患。阿司匹林学名乙酰水杨酸，化学结构式为：阿司匹林为白色针状或片状结晶，易溶于乙醇，可溶于氯仿、乙醚，微溶于水。通常由水杨酸和乙酸酐在浓硫酸催化下合成乙酰水杨酸：水杨酸具有酚羟基，能与三氯化铁试剂呈现颜色反应，此性质可作为阿司匹林的纯度检验。阿司匹林铜是亮蓝色结晶性粉末，无吸湿、风化、挥发性，不溶于水、醇、醚及氯仿等溶剂，微溶于二甲亚砜。阿司匹林铜具有比阿司匹林更好的消炎、镇痛、抗风湿、抗癫痫、抗血小板聚集、防止血栓形成和保护心、脑组织缺血再灌损伤、防癌抗癌、抗糖尿病和抗辐射活性等作用，且毒副作用小，胃肠不良反应较轻，是一种有着广泛应用前景的新药。把硫酸铜中的CU2+转化成Cu2（OH）2C03沉淀，再跟阿司匹林进行反应，即可制得阿司匹林铜。三、主要仪器与试剂1．仪器250mL锥形瓶（烘干），l0mL量筒（烘干），布氏漏斗，抽滤瓶，水泵，水浴锅，温度计。2．试剂水杨酸（固体），乙酸酐（密度1.089/mLh…乙醇（95%）,浓硫酸，1%FeC13溶液，CuS04・5H20，无水碳酸钠。四、实验步骤1．阿司匹林的制备在250mL锥形瓶中加入2.0g水杨酸和4.0mL乙酸酐，摇匀。向混合物中加入3滴浓硫酸搅匀。反应开始时会放热，若锥形瓶不变热，-再向混合物中加1滴浓硫酸。当感到热效应时，将反应混合物放到50°C的水浴中加热5〜10min,使其反应完全。取出锥形瓶，边摇边滴加ImL冷蒸馏水，然后快速加入20mL冷蒸馏水，立即进入冰浴冷却。若无晶体或出现油状物，可用玻棒摩擦内壁（注意须在冰水浴中进行）。待晶体完全析出后用布氏漏斗抽滤，用少量冰蒸馏水分二次洗涤锥形瓶后，再洗涤晶体，抽干，得粗品。2．粗品的重结晶将粗制乙酰水杨酸放入锥形瓶中，再加入95%乙醇3〜4mL于水浴上加热片刻，若仍未溶解完全，可再补加适量乙醇使其溶解，趁热过滤，在滤液中加入2.5倍（约8〜l0mL的热水），冷却后析出白色结晶。减压过滤，抽干。称重，计算产率。3．阿司匹林的检验与红外光谱分析

取几粒晶粒加入盛有5mL水的试管中，加入1〜2滴1%的FeC13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。4．阿司匹林铜的制备称取1.3gCuS04・5H20和0.7g无水碳酸钠分别溶解于水中，冷却后在冰水环境下混合反应得到蓝色沉淀，直到洗涤出来的滤液无SO42-一为止。称取先前制备好的阿司匹林2.0g，在水中与上述蓝色沉淀混合，并用磁力搅拌器进行搅拌，得到与碱式碳酸铜不同的亮蓝色沉淀，抽滤，先用水洗涤，向洗涤后的沉淀滴加1〜2滴稀盐酸无气泡，若是有气泡则要加入阿司匹林让其充分反应，再用乙醇洗涤，最后再用水洗涤，干燥得到产品，称重，计算产率，并测定产物的红外光谱。五．实验现象记录及数据处理1.阿司匹林的制备m（水杨酸）=4.01g想水杨酸与乙酸酐混合物中加入4滴浓硫酸，温度并无明显变化，补加一滴后有热效应。水浴后，水杨酸快速溶解，溶液为澄清。反应结束后，加入25ml水，冰浴后出现油状物，用玻璃棒持续摩擦内壁后产生白色沉淀，并不断增多。加入8ml乙醇（50~60°C）下溶解粗产物，并无沉淀产生，趁热过滤后往滤液中加20ml热水，形成油状物，摩擦内壁后形成白色沉淀。过滤、洗涤、烘干、称量得：m（阿司匹林）=5.05g产率为：=96.46%5.05产率为：=96.46%4：01X18O.16138取几粒晶粒加入盛有5mL水的试管中，加入1〜2滴1%的FeC13溶液，无颜色反应。2.阿司匹林铜的制备

m（无水碳酸钠）=0.69gm（CuCl2.2H20）=8.88gm（阿司匹林）=1.98g将无水碳酸钠与二水合二氯化铜混合加水（25ml左右），在冰水浴下搅拌,溶液先成绿色悬浊液，随着反应进行逐渐变成天蓝色。过滤得蓝色沉淀。加阿司匹林后,搅拌下立即变成亮蓝色。反应完成后,过滤得阿司匹林铜,有部分未反应完的阿司匹林白色固体,酒精洗涤后,白色固体消失。m（阿司匹林铜）=1.44g产率为：=62.16%1.44X2产率为：=62.16%1.98X421.55180.16六、实验讨论1.阿司匹林制备中浓硫酸的作用：由于水杨酸中的羟基和羧基能形成分子内氢键,反应必须加热到150160°C。水杨酸在酸性条件下受热,水杨酸在酸性条件下受热,还可发生缩合反应,生成少量聚合物:乙酰水杨酸受热后易发生分解，分解温度为128〜135C。但是,加入少量的浓硫酸或浓磷酸、过氧酸等来破坏氢键,反应温度可降到60〜80C°【1】所以浓硫酸作为催化剂可以降低反应温度，减少副产物，同时避免水杨酸的热分解,增加产率。另外浓硫酸的吸水性可以促使反应向正方向进行。2.不同催化剂对此反应的影响：除了浓硫酸外还可以用乙酸钠、吡啶等作为催化剂，不同催化剂的催化机理不同，因而催化效果也不同。浓硫酸的催化机理为使乙酸酐在酸性条件下，形成稳定的中间体，增加羰基的电正性，易于发生亲核反应：乙酸钠呈碱性，易于夺取水杨酸分子中酚羟基的氢离子，形成氧负离子。进攻乙酸酐中羰基碳形成中间体，继而生成乙酰水杨酸。但水杨酸分子中的羧基酸性远大于酚羟基，所以乙酸钠易先与羧基反应，导致产率偏低。吡啶分子结构中氮原子上有一对孤对电子，作为质子碱，容易与质子酸结合，继而形成了乙酰水杨酸。同理，吡啶将先与水杨酸分子中的羧基反应，且吡啶的碱性不如乙酸钠，所以其催化产率将更低。tk\不同惟化芥准北昔眦己醉水槪战的实脸结果术斷魏醉解情况第】农轴晶豪鈴和卿晶顔色反虑产氧*«««迅逾幡解快而多无M53.8乙am加晶制諭A较多Sft无i.a46.2ftflf幣解巒烘较娄无i.j333从以上可看出浓硫酸的催化效果最好。七、思考题1．进行酯化反应时所用的水杨酸和玻璃器材都必须是干燥的，为什么？酸性条件下，水的存在容易使生成的酯水解，使反应向逆方向进行，降低产率。2．本实验能否用稀硫酸作催化剂？为什么？不行，稀硫酸含有大量的水分，浓硫酸的作用既是催化剂，又可以吸水，稀硫酸中的水不利于反应的进行。3．在乙酰水杨酸重结晶时，滴加水的标准是什么？为什么这样做？滴入冷蒸馏水至沉淀析出，再加入2ml冷蒸馏水，析出完全后，抽滤，以少量冷蒸馏水洗涤晶体二次。因为重结晶的目的