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实验十六 阿斯匹林的制备（4学时）

一、实验目的
1．学习用乙酸酐作酰基化试剂酰化水杨酸制乙酰水杨酸的酯化方法。
2．巩固重结晶、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、实验原理
阿斯匹林(Aspirin)学名为乙酰水杨酸，是一种广泛使用的具有解热、镇痛、治疗感冒、预防心血管疾病等多种疗效的药物。人工合成它已有百年，但由于它价格低廉、疗效显著，且防治疾病范围广，因此至今仍被广泛使用。
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。

酚类化合物的酯化也称酰化，常用的酰基化试剂有酰卤、酸酐等。此反应也是保护酚羟基的方法。
本实验由于水杨酸在酸存在下会发生缩聚反应的副反应，因此有少量聚合物产生：

产物与副产物的分离：产物由于具有一个羧基，因此可以与碱反应成盐，从而溶于水，而副产物无羧基，因此本实验后处理时用饱和碳酸氢钠水溶液进行处理。副产物由于不溶解，因此通过过滤即可分离。分离后的乙酰水杨酸钠盐水溶液通过盐酸酸化即可得到产物。
相关知识介绍：
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使用干燥的苯酚钠盐粉末和CO2在4~7atm下进行反应（1 atm = 101.325 KPa）制的廉价的水杨酸。

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。
羧基发生酯化：

羟基发生酯化：

乙酰水杨酸易形成分子内形成氢键：

三、试剂及器材
1．器材：50 mL非标准口锥形瓶；玻璃棒（一头带尖的）；5 mL量筒；滴管；19#干燥蒸馏装置一套（100mL圆底烧瓶、直型冷凝管、蒸馏头、温度计套管、100 ℃、200 ℃温度计、100 mL尾接锥形瓶、尾接管）；布氏漏斗；抽滤瓶；刮刀；水泵；滤纸。
2．试剂：水杨酸、醋酐、浓硫酸、冰。
四、主要试剂及产品的物理常数
Name
M
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
五、实验内容
在50mL干燥的圆底烧瓶中放置2g（0.045mol）干燥的水杨酸和5mL（0.053mol)的乙酸酐[1]，然后加5滴浓硫酸，充分振摇使固体全部溶解。在水浴上加热回流，保持瓶内温度在85~90℃左右，维持20min，同时振摇[2]。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15 min，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，干燥后约1.5 g。
将阿斯匹林的粗产物移至另一锥形瓶中，加入25mL饱和NaHCO3溶液，搅拌，直至无CO2气泡产生，抽滤，用少量水洗涤，将洗涤液与滤液合并，弃去滤渣。
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。
此产品可用乙醇/水进行结晶[3]，乙酰水杨酸为白色针状结晶，熔点134~136℃[4]。
酚的重要性质与鉴定实验：
（1）酚的弱酸性试验
取0.1g水杨酸，加入1mL水，振荡，用pH试纸试其水溶液的酸性。逐滴加入10%NaOH溶液使其全溶，再滴入10%盐酸溶液，观察现象并解释原因。同样取0.lg乙酰水杨酸作此对比试验，观察并解释结果。
（2）三氯化铁试验
在两个试管中分别加入1m1的1%水杨酸水溶液及1%阿斯匹林稀乙醇溶液，分别滴入2滴1%FeCl3溶液，摇动，观察现象并解释之。有颜色反应为正性反应。
（3）溴水试验
在装有l mL l%水杨酸水溶液的试管中逐滴加入Br2-KBr/H2O，观察现象并解释之。溴水退色为正性反应。

注释：
[1] 乙酸酐应当是新蒸的，收集139～140℃的馏份。
[2] 反应温度不宜过高。也可采用控制浴温在85～90℃，维持10min，温度过高将增加副产物的生成，如水杨酰水杨酸酯、乙酰水杨酰水杨酸酯。
[3] 重结晶时，其溶液不应加热过久，亦不宜用高沸点溶剂，因为这样会造成乙酰水杨酸的部分分解。
[4] 乙酰水杨酸易受热分解，因此熔点不是很明显，其分解温度为128℃-135℃，熔点为136℃。在测熔点时，可先将热载体加热到120℃左右，然后放入试样测定。

六、注意事项

七、思考题
1．在制备阿斯匹林时加入浓硫酸的目的是什么？可以用其它浓酸代替吗？
2．反应中有哪些副产物，如何除去？