阿司匹林制备.doc

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阿斯匹林的制备
一、 实验目的：
1．了解阿司匹林制备的反应原理和实验方法。
2．通过阿司匹林制备实验，初步熟悉有机化合物的分离、提纯等方法。
3．巩固称量、溶解、加热、结晶、洗涤、重结晶等基本操作。

二、实验原理
水杨酸分子中含羟基（—OH）、羧基（—COOH），具有双官能团。本实验采用以强酸为硫酸[1]为催化剂，以乙酐为乙酰化试剂，与水杨酸的酚羟基发生酰化作用形成酯。反应如下：
M=138.12 M=102.09 M=180.15

引入酰基的试剂叫酰化试剂，常用的乙酰化试剂有乙酰氯、乙酐、冰乙酸。本实验选用经济合理而反应较快的乙酐作酰化剂。
COOH
副反应有：
O

—COOH —COOH —C—O—
+
—OH —OH —OH
水杨酰水杨酸
O—COCH3

COOH
COOH
O—COCH3

H+△
—COOH HO— —COO—
+

乙酰水杨酰水杨酸
制备的粗产品不纯，除上面两副产品外，可能还有没有反应的水杨酸等杂质。
本实验用FeCl3检查产品的纯度，此外还可采用测定熔点的方法检测纯度。杂质中有未反应完酚羟基，遇FeCl3呈紫蓝色。如果在产品中加入一定量的FeCl3，无颜色变化，则认为纯度基本达到要求。
利用阿斯匹林的钠盐溶于水来分离少量不溶性聚合物。

三、实验试剂
水杨酸2.00g(0.015mol)，乙酸酐5mL(0.053mol)，饱和NaHCO3(aq)，4mol/L盐酸，浓流酸，冰块，95%乙醇，蒸馏水，1%FeCl3 。

四、实验仪器
150mL锥形瓶，5mL吸量管（干燥，附洗耳球），100mL、250mL、500mL烧杯各一只，加热器，橡胶塞，温度计，玻棒，布氏漏斗，表面皿，药匙， 50mL量筒，烘箱。

五、实验步骤及注意事项

实验步骤
实验注意事项、实验改进

一．乙酰水杨酸制备

（1）称取水杨酸1.98g于锥形瓶（150mL）；在通风条件下用吸量管取乙酸酐5mL，加入锥形瓶，滴入5滴浓流酸，摇动使固体全部溶解，盖上带玻璃管的胶塞，在事先预热的水浴中加热约10-15min[2]
水浴装置：500mL烧杯中加100mL水、沸石，用温度计控制85℃-90℃。

（2）取出锥形瓶，将液体转移至250mL烧杯并冷却至室温（可能会没有晶析出）。
加入50mL水，同时剧烈搅拌；冰水中冷却10min，晶体完全析出。

（3）抽滤。冷水洗涤几次，尽量抽干，固体转移至表面皿，风干。
（1）若用3mL可减少副反应发生，易于晶体析出，提高产率。n(水杨酸) :n(乙酸酐)=1:2~3较为合适。
浓硫酸作用在于破坏水杨酸分子内氢键，降低反应温度（150℃-160℃）到85℃～90℃发生，避免高温副反应发生，提高产品纯度、产率。
浓硫酸用量要控制（V<0.2mL）。
附乙酰水杨酸分解温度：126℃-135℃
水杨酸与乙酐混合后没有及时加硫酸并加热，会发生较多副反应。

（2）该步搅拌要激烈，否则会析出块状物体，影响后续实验。

（3）准备干燥、干净的抽滤瓶，用母液洗烧杯二至三次，尽量将固体都转移至漏斗。

二．乙酰水杨酸提纯

（1）粗产品置于100mL烧杯中缓慢加入饱和NaHCO3溶液，产生大量气体，固体大部分溶解。共加入约5mL 饱和NaHCO3(aq)搅拌至无气体产生。

（2）用干净的抽滤瓶抽滤，用5-10mL水洗（可先转移溶液，后洗）。将滤液和洗涤液合并并转移至100mL烧杯中，缓缓加入15mL 4mol/L的盐酸。边加边搅拌，有大量气泡产生。

（3）用冰水冷却10min后抽滤，2-3mL冷水洗涤几次，抽干。干燥。称量。

（4）产品纯度检验：取几粒结晶，加5mL水，滴加1%FeCl3溶液。检验纯度。
（1）饱和NaHCO3溶液溶解乙酰水杨酸，不溶解水杨酸聚合物，以此提纯乙酰水杨酸。

（2）加入盐酸要滴加，加入过快会导致析出过大的晶粒影响干燥。

（3）干燥步骤未取得较好方法，烘箱中80℃1h以上会烧焦，本次用55min。
产品秤量：1.57g，理论：2.58g。产率60.85%
（4）为增加水杨酸和乙酰水杨酸在水中溶解度，可加入乙醇少许。

注释：
1、参考数据：
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
2、注意事项
1）、实验在通风橱中进行，因为乙酸酐具有强烈刺激性，并注意不要粘在皮肤上。
2）、仪器要全部干燥，药品也要实现经干燥处理。
3）、醋酐要使用新蒸馏的，收集139~140℃的馏分。长时间放置的乙酸酐遇空气中的水，容易分解成乙酸。
4）、要按照书上的顺序加样。否则，如果先加水杨酸和浓硫酸，水杨酸就会被氧化。
5）、水杨酸和乙酸酐最好的比例为1：2或1：3
6）、本实验中要注意控制好温度(85－90℃),否则温度过高将增加副产物的生成，如水杨酰水杨酸、乙酰水杨酰水杨酸、乙酰水杨酸酐等。
7）、 将反应液转移到水中时，要充分搅拌，将大的固体颗粒搅碎，以防重结晶时不易溶解。

3、思考题
1、反应容器为什么要干燥无水？
以防止乙酸酐水解转化成乙酸
2、为什么用乙酸酐而不用乙酸？
不可以。由于酚存在共轭体系，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。
3、加入浓硫酸的目的是什么？
浓硫酸作为催化剂。 ①水杨酸形成分子内氢键，阻碍酚羟基酰化作用。

水杨酸与酸酐直接作用须加热至150～160℃才能生成乙酰水杨酸， 如果加入浓硫酸（或磷酸），氢键被破坏，酰化作用可在较低温度下进行，同时副产物大大减少。

4、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、乙酰水杨酸酐和聚合物。

5、那么副产物中的高聚物如何出去呢？
用NaHCO3溶液。
副产物聚合物不能溶于NaHCO3溶液，而乙酰水杨酸中含羧基，能与NaHCO3 溶液反应生成可溶性盐。）
6、水杨酸可以在各步纯化过程和产物的重结晶过程中被除去，如何检验水杨酸已被除尽？
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% FeCl3溶液，观察有无颜色反应（紫色）。

实验改进的可能方法------碱催化
实验原理
M=138.12 M=102.09 M=180.15

（碱催化）
实验试剂
水杨酸1.00g(0.0072mol)，0.05gNa2CO3 ，乙酸酐0.9mL(0.0095mol)，浓盐酸，冰块。
实验仪器
15×150mm试管， 100mL、 250mL烧杯各一只，布氏漏斗，
温度计，玻棒，药匙，加热器，烘箱。
实验原理
M=138.12 M=102.09 M=180.15
（碱催化）
实验试剂
水杨酸1.00g(0.0072mol)，0.05gNa2CO3 ，乙酸酐0.9mL(0.0095mol)，浓盐酸，冰块。
实验仪器
15×150mm试管， 100mL、 250mL烧杯各一只，布氏漏斗，吸量管
温度计，玻棒，药匙，加热器，烘箱。
实验步骤
（1）在15×150mm干净、干燥试管中加入1.00g水杨酸，0.05gNa2CO3 ，在通风条件下用吸量管量取0.9mL乙酸酐，一并加入。（为使固体都进入试管底部，必须后加乙酸酐）
（2）在250mL烧杯水浴加热，控制80℃-85℃，至溶解后再加热10min。达到既定温度后固体全部溶解，有气泡生成。事先于100mL烧杯准备12mL冷水，加入4滴盐酸（通风条件下操作，先加水，以免盐酸挥发）
（3）趁热将试管中反应物倒入上述烧杯(操作须迅速，以免固体残留试管，冷水无法洗出，影响产率) ，冰水浴10min，至晶体完全析出，抽滤，冷水(每次2-3mL) 洗两次，压干。
（4）95℃干燥50min (干燥条件需改进)，称量产品m=1.04g
备注:碱催化方案乙酰水杨酸产率比酸催化方案高，理论产量1.3g，产率达80%。