乙酰水杨酸（阿司匹林）的制备实验报告

一、教学要求： 1、通过本实验了解乙酰水杨酸（阿斯匹林）的制备原理和方法。 2、进一步熟悉重结晶、熔点测定、抽滤等基本操作。 3、了解乙酰水杨酸的应用价值。 二、预习内容： 1、 重结晶操作 2、 抽虑操作 三、实验操作流程： 冷却70度左右浓硫酸摇匀抽滤水杨酸，醋酸酐粗产物20min15min洗涤 乙酸乙酯加热趁热过滤冷却洗涤乙酰水杨酸沸石抽滤回流干燥 测熔点 三、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： OO OHOH浓HSO24CHCOOH(CHCO)O3++32 OHOCOCH3 副反应： OOH OHHO2+2COOHO HOO OO OCOCH3OHOH+ COOHOCOCH3O HOO 表1 主要试剂和产品的物理常数 名 称 分子量 m.p.或b.p. 水 醇 醚 水杨酸 138 158(s) 微 易 易 醋酐 102.09 139.35(l) 易 溶 ? 乙酰水杨酸 180.17 135(s) 溶、热 溶 微 四、实验步骤： 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）(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，称重，计算产率。测熔点（思考题6）。 乙酰水杨酸熔点：136?。 六、存在的问题与注意事项： 1、 热过滤时，应该避免明火，以防着火。 2、为了检验产品中是否还有水杨酸，利用水杨酸属酚类物质可与三氯化铁发生颜色反应的特点， 用几粒结晶加入盛有3mL 水的试管中，加入1～2滴1% FeCl 溶液，观察有无颜色反应（紫色）。 3 3、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128135?。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。 4、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。 ~5、本实验中要注意控制好温度（水温90?） 6、产品用乙醇-水或苯-石油醚（6090?）重结晶。 ~ 七、深入讨论： 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。 在干燥的锥形瓶中放入称量好的水杨酸(2g 0.045mol)、乙酐(5ml 5.4g 0.053mol)，滴入5滴浓硫酸，轻轻摇荡锥形瓶使溶解，在80~90?水浴中加热约15min，从水浴中移出锥形瓶，当内容物温热时慢慢滴入3~5mL冰水，此时反应放热，甚至沸腾。反应平稳后，再加入40mL水，用冰水浴冷却，并用玻棒不停搅拌，使结晶完全析出。抽滤，用少量冰水洗涤两次，得阿斯匹林 粗产物。 溶液，搅拌，直至无CO气32 将阿斯匹林的粗产物移至另一锥形瓶中，加入25mL饱和NaHCO泡产生，抽滤，用少量水洗涤，将洗涤液与滤液合并，弃去滤渣(为何物?)。 先在烧杯中放大约5mL浓盐酸并加入l0mL水，配好盐酸溶液，再将上述滤液倒入烧杯中， 阿斯匹林复沉淀析出，冰水冷却令结晶完全析出，抽滤，冷水洗涤，压干滤饼，干燥。 ? 外观及熔点 纯乙酰水杨酸为白色针状或片状晶体，m.p．135136?，但由于它受热易分解，因此熔点难~ 测准。 ?各种谱图 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 八、思考题和测试题 1：为什么使用新蒸馏的乙酸酐？ 答：长时间放置的乙酸酐遇空气中的水，容易分解成乙酸，所以在使用前必须重新蒸馏，收集 139-140?馏分。 2：加入浓硫酸的目的是什么？ 浓硫酸作为催化剂 3：为什么控制反应温度在70?左右？ 反应温度不宜过高，否则将增加副产物（如水杨酰水杨酸酯、乙酰水杨酰水杨酸酯）的生成。 4：怎样洗涤产品？ 洗涤时，应先拨开吸滤瓶上的橡皮管，加少量溶剂在滤饼上，溶剂用量以使晶体刚好湿润为宜， 再接上橡皮管将溶剂抽干 5：乙酰水杨酸还可以使用溶剂进行重结晶？重结晶时需要注意什么？ 还可以用乙醇-水、乙酸、苯、石油醚（30-60?）等溶剂进行重结晶。重结晶时，溶液不能加热 过久，以免乙酰水杨酸分解。 当用有机溶剂重结晶时，不能用烧杯等敞口容器进行，而应用回流装置，以免溶剂的蒸气的散发 或火灾事故的发生。热过滤时，应避免明火，以防着火。 6：熔点测定时需要注意什么问题？ 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128135?。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。 7、若在硫酸的存在下，水杨酸于乙醇作用将得到什么产物？写出反应方程式 将得到水杨酸乙酯，反应式如下： OO HOC浓HSOOH2524HOCHOH2CH+32+ OHOH 8、本实验中可产生什么副产物？ 本实验的副产物包括水杨酰水杨酸酯、乙酰水杨酰水杨酸酯和聚合物。 9.、混合溶剂重结晶的方法是什么？ 当一种物质在一些溶剂中的溶解度太大，而在另一些溶剂中的溶剂度又太小，不能选择到一种合 适的溶剂时，常可使用混合溶剂而得到满意的结果。所谓混合溶剂，就是把对此物质溶解度很大 的和溶解度很小的而又能互溶的两种溶剂（例如水和乙醇）混合起来，这样可以获得新的良好的 溶解性能。用混合溶剂重结晶时，可以先将待纯化的物质在接近良溶剂的沸点时溶于良溶剂中（在 此溶剂中极易溶解）。不有不溶物，趁热滤去；若有色，则用适量（如1-2%）活性炭煮沸脱色后趁热过滤。于此热溶液中小心地加入热的不良溶剂（物质在此溶剂中溶解度很小），直至所出现 的浑浊不再消失为止，再加入少量溶剂或稍热使恰好透明。然后将混合液冷却至室温，使结晶从 溶液中析出。 10、本实验是否可以使用乙酸代替乙酸酐？ 不可以。于酚存在共轭体系，氧原子上的电子云向苯环移动，使羟基氧上的电子云密度降低，导 致酚羟基亲核能力较弱，进攻乙酸羰基碳的能力较弱，所以反应很难发生。