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阿司匹林
工業(yè)制法:
苯酚與二氧化碳在氫氧化鈉存在下在高溫高壓的條件下反應(yīng),得到水楊酸二鈉鹽
(Kolbe-Schmidt反應(yīng))。反應(yīng)后加入稀硫酸中和。
加入乙酸酐進(jìn)行乙;,得到阿司匹林。
這是由酚羥基的特殊性質(zhì)決定,酚羥基很難直接和乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)。該反應(yīng)實(shí)際上依然是酯化反應(yīng)。
實(shí)驗(yàn)室:
首先,將10ML苯胺和15ML乙酸加入到50ML的圓底燒瓶中,并在其中加入少量鋅粉和沸石。
在燒瓶上加分餾裝置,上面加上溫度計(jì),并用支管試管收集蒸餾出來的少量水和乙酸。電熱套加熱。
先控制溫度保持燒瓶中液體微沸10分鐘左右。再加大電壓,升高溫度,保持溫度計(jì)溫度在105度,大概50分鐘。
這時(shí),溫度計(jì)的溫度降低,說明反應(yīng)基本完全。
趁熱把燒瓶中的液體倒在冷水中攪拌,有沉淀后減壓抽濾。
提純
在生成物中加入熱水。
注意:是熱水,且不要太多,剛好溶解即可。
趁熱用熱水漏斗過濾。降溫使結(jié)晶。用減壓漏斗抽濾,干燥即可。
參考資料:大學(xué)有機(jī)實(shí)驗(yàn),王清廉著
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目的要求
1、通過乙酰水楊酸制備,初步了解有機(jī)合成中乙;磻(yīng)原理及方法。
2、進(jìn)一步熟悉減壓過濾、重結(jié)晶操作技術(shù)。
二、基本原理
乙酰水楊酸(阿斯匹林)不僅是用的退熱止痛藥,而且亦可用于予防老年人心血管系統(tǒng)疾病。從藥物學(xué)角度來看,它是水楊酸的前體藥物[1]。早在十八世紀(jì),人們從柳樹皮中提取出具有止痛、退熱抗炎的一種化合物——水楊酸,但由于水楊酸嚴(yán)重剌激口腔、食道及胃壁粘膜而病人不原使用,為克服這一缺點(diǎn),在水楊酸中引進(jìn)乙;@得了副作用小而療效不減的乙酰水楊酸。
水楊酸分子中含羥基(—OH)、羧基(—COOH),具有雙官能團(tuán)。本實(shí)驗(yàn)采用以強(qiáng)酸為硫酸[2]為催化劑,以乙酐為乙酰化試劑,與水楊酸的酚羥基發(fā)生;饔眯纬甚。反應(yīng)如下:
引入;脑噭┙絮;噭S玫囊阴;噭┯幸阴B取⒁音、冰乙酸。本實(shí)驗(yàn)選用經(jīng)濟(jì)合理而反應(yīng)較快的乙酐作;瘎
副反應(yīng)有:
制備的粗產(chǎn)品不純,除上面兩副產(chǎn)品外,可能還有沒有反應(yīng)的水楊酸等雜質(zhì)。 本實(shí)驗(yàn)用FeCl3檢查產(chǎn)品的純度,此外還可采用測(cè)定熔點(diǎn)的方法檢測(cè)純度。
雜質(zhì)中有未反應(yīng)完酚羥基,遇FeCl3呈紫藍(lán)色。如果在產(chǎn)品中加入一定量的FeCl3,無顏色變化,則認(rèn)為純度基本達(dá)到要求。
三、儀器藥品
儀器:水浴鍋、布氏漏斗、抽氣瓶、水泵、濾紙、燒杯、溫度計(jì)(150℃)、冰浴、熔點(diǎn)測(cè)定儀、試管、玻棒、臺(tái)稱、量筒
藥品:水楊酸、乙酐、濃H2SO4、95%乙醇、1%FeCl3。
四、實(shí)驗(yàn)步驟
(一);磻(yīng)
1、稱取2.0克(約0.015mol)固體水楊酸,放入150ml錐形瓶中,加入5ml乙酐,用滴管加入5滴濃H2SO4,搖勻,待水楊酸溶解后將錐形瓶放在60~85℃水
浴中30分鐘[3],常常搖動(dòng)錐形瓶,使乙;磻(yīng)盡可能完全。
2、取出錐形瓶,讓其自然降溫至室溫。觀察有無晶體出現(xiàn)。如果無晶體出現(xiàn),用玻棒磨擦錐形瓶內(nèi)側(cè)(注意別用勁磨擦否則會(huì)把錐形瓶擦破)。當(dāng)有晶體出現(xiàn)時(shí),置冰水浴中冷卻,并加入50ml冷水,出不規(guī)則大量白色晶體,繼續(xù)冷卻5分鐘,讓結(jié)晶完全。
3、將錐形瓶中所有物質(zhì)倒入布氏漏斗中抽氣過濾。錐形瓶中用5ml冷水洗滌三次,洗滌液倒入布氏漏斗中。繼續(xù)抽氣至干。
4、按實(shí)驗(yàn)步驟(三)檢測(cè)方法,檢測(cè)產(chǎn)品純度。
(二)、重結(jié)晶
1、將粗產(chǎn)品轉(zhuǎn)入150ml錐形瓶中,加入5ml 95%乙醇,置水浴中加熱溶解,然后冷卻,用玻棒磨擦錐形瓶內(nèi)壁,當(dāng)有晶體出現(xiàn)時(shí),加入25ml冷水,并置冰水浴中冷卻5分鐘,使結(jié)晶完全。
2、再次抽氣過濾。用冷水5ml洗滌錐形瓶二次,洗滌液倒入漏斗中。繼續(xù)抽濾至干。
3、將精產(chǎn)品轉(zhuǎn)入表面皿中,干燥,稱重,計(jì)算產(chǎn)率(以水楊酸為標(biāo)準(zhǔn))。
(三)、產(chǎn)品純度檢驗(yàn)
1、取少量(約火柴頭大。┚w裝入試管中,加10滴95%乙醇,溶解后滴入1滴1%FeCl3液。觀察顏色變化。如果顏色出現(xiàn)變化(紅——紫藍(lán)),說明產(chǎn)
呂不純,需再次重結(jié)晶。若無顏色變化,說明產(chǎn)品比較純。
2、測(cè)定熔點(diǎn),乙酰水楊酸熔點(diǎn)文獻(xiàn)記載為:135~136℃
思考題:
1、什么是;磻(yīng)?什么是;噭?進(jìn)行;磻(yīng)的容器是否需要燥?
2、重結(jié)晶的目的是什么?
3、前后兩次用FeCl3液檢測(cè),其結(jié)果說明什么?
注釋:
[1]、前體藥物是指將有生物活性的藥物分子與前體基團(tuán)鍵合,形成在體外無活性的化合物。在體內(nèi)經(jīng)酶或非酶作用,重新釋放出母體藥物的一類藥物。
[2]、硫酸還可破壞水楊酸公子中羧基與酚羥基形成的分子內(nèi)氫鍵,從而使;磻(yīng)順利進(jìn)行。
[3]、溫度高反應(yīng)速度快,但溫度不宜過高,否則副反應(yīng)增多。
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制備過程:
首先將10ML苯胺和15ML乙酸加入到50ML的圓底燒瓶中,并在其中加入少量鋅粉和沸石。
在燒瓶上加分餾裝置,上面加上溫度計(jì),并用支管試管收集蒸餾出來的'少量水和乙酸。電熱套加熱。
先控制溫度保持燒瓶中液體微沸10分鐘左右。再加大電壓,升高溫度,保持溫度計(jì)溫度在105度,大概50分鐘。
這時(shí)你會(huì)發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)的溫度降低,說明反應(yīng)基本完全。
趁熱把燒瓶中的液體倒在冷水中攪拌,有沉淀后減壓抽濾。
對(duì)生成物提純:
在生成物中加入熱水,注意,是熱水且不要太多,剛好溶解即可,趁熱用熱水漏斗第一文庫網(wǎng)過濾,在降溫使結(jié)晶,在用減壓漏斗抽濾,干燥即可。
上面就是大體步驟,我們實(shí)驗(yàn)就是這么做的,希望對(duì)你有幫助,如果有什么不明白,再幫你解答。
原理:阿司匹林,即乙酰水楊酸,通過以下反應(yīng)合成,
濃硫酸
水楊酸 乙酸酐________乙酰水楊酸 甲酸
(化學(xué)式在這里顯示不出來,你自己寫一下吧)
用乙醇和水(混合溶劑)析晶,并進(jìn)行重結(jié)晶。
試劑:
100mL錐形瓶、溫度計(jì)、水浴器、酒精燈、鐵架臺(tái)及其附件、玻璃棒、吸濾瓶(布氏漏斗)、漏斗、濾紙、燒杯、天平及砝碼、結(jié)晶皿,量筒,試管。
水楊酸(固體)、乙酸酐(密度1.08g/mL)、15mol/L磷酸(或濃硫酸)、乙醚、石油醚,三氯化鐵溶液
實(shí)驗(yàn)步驟:
稱取2.67g水楊酸置于50mL磨口錐形瓶中,加入5.10g乙酸酐,5~7滴濃磷酸,小心振搖混勻,加入1~2粒沸石,裝上球型冷凝管在80℃左右的水浴中加熱并保溫15分鐘。取出錐形瓶,邊搖邊滴加1mL冷蒸餾水,然后快速加入20mL冷蒸餾水,立即進(jìn)入冰浴冷卻。若無晶體或出現(xiàn)油狀物,可用玻棒摩擦內(nèi)壁(注意必須在冰水浴中進(jìn)行)。待晶體完全析出后用布氏漏斗抽濾,用少量冰蒸餾水分二次洗滌錐形瓶后,再洗滌晶體,抽干。
晶體放入原磨口錐形瓶中,加入10mL 95%乙醇及1~2顆沸石,接上冷凝管在水浴中加熱溶解后,移去火源,取下錐形瓶,滴入冷蒸餾水至沉淀析出,再加入2ml冷蒸餾水,析出完全后,抽濾,以少量冷蒸餾水洗滌晶體二次,抽干,取出晶體,用濾紙壓干,移入干的表面皿中,于80℃干燥箱中干燥40分鐘后,冷卻,稱重。測(cè)定熔點(diǎn)。
思考題:
1. 在乙酰水楊酸重結(jié)晶時(shí),滴加水的標(biāo)準(zhǔn)是什么?為什么這樣做?
在乙酰水楊酸重結(jié)晶時(shí),滴加水的標(biāo)準(zhǔn)是:滴入冷蒸餾水至沉淀析出,再加入2ml冷蒸餾水,析出完全后,抽濾,以少量冷蒸餾水洗滌晶體二次。因?yàn)橹亟Y(jié)晶的目的之一是為了調(diào)節(jié)溶劑極性,并且阿司匹林易溶于水,若加入過多的水的話會(huì)使阿司匹林溶于水中變成濾液。從而使得產(chǎn)量降低。
2. 在該反應(yīng)過程中可能發(fā)生的副反應(yīng)和生成的副產(chǎn)物有哪些?
本實(shí)驗(yàn)中可能產(chǎn)生的①副產(chǎn)物有:乙酰水楊酸酐,水楊酸,乙酸苯酯,水楊酸苯酯,乙酰水楊酸苯酯。②可能的副反應(yīng):原料水楊酸可能帶入脫羧產(chǎn)物苯酚和水楊酸苯酯,與原料醋酸酐酸化,生成乙酸苯酯和水楊酸苯酯。另外苯酚和水楊酸苯酯有可反應(yīng)生成乙酰水楊酸苯酯。三者不溶于碳酸鈉,藥典規(guī)定應(yīng)檢查碳酸鈉中的不溶物 電熱套 線束剖面分析儀 線束剖面分析儀 線束剖面分析儀 線束剖面分析儀 線束剖面分析儀 線束剖面分析儀 線束剖面分析儀 線束剖面分析儀 線束剖面分析儀 線束剖面分析儀 線束剖面分析儀 線束剖面分析儀 耐黃變?cè)囼?yàn)機(jī) 線束剖面分析儀 線束剖面分析儀
4 乙酰水楊酸俗稱阿司匹林,為重要的醫(yī)藥。具有退熱、鎮(zhèn)痛、抗風(fēng)濕等作用。
二、基本原理:
乙酰水楊酸是水楊酸(鄰羥基苯甲酸)和乙酰酐,在少量濃硫酸(或干燥的氯化氫,有機(jī)強(qiáng)酸等)催化下,脫水而制得的。
主反應(yīng):
副反應(yīng):
在生成乙酰水楊酸的同時(shí),水楊酸分子間可發(fā)生縮合反應(yīng),生成少量的聚合物。
乙酰水楊酸能與碳酸氫鈉反應(yīng)生成水溶性鈉鹽,而其副產(chǎn)物聚合物不能溶于碳酸氫鈉溶液。利用這種性質(zhì)上的差別,可純化阿司匹林。
注意:
反應(yīng)溫度不宜過高,否則將增加副產(chǎn)物的生成:
1.為了促使反應(yīng)向右進(jìn)行,通常采用增加酸或醇的濃度, 或連續(xù)的移去產(chǎn)物酯和水(通常是借形成共沸混合物來進(jìn)行)的方式來達(dá)到。至于是否醇過量和酸過量,則取決于原料來源的難易及操作上是否方便等因素。在實(shí)驗(yàn)過程中,常常是兩者兼用來提高產(chǎn)率。
2.由于水楊酸中的羥基和羧基能形成分子內(nèi)氫鍵,反應(yīng)必須加熱到150℃~160℃。不過,加入少量的濃硫酸或濃磷酸過氧酸等來破壞氫鍵,反應(yīng)溫度也可降到60℃~80℃,而且副產(chǎn)物也會(huì)有所減少。
3.乙酰水楊酸易受熱分解,因此熔點(diǎn)不是很明顯。它的熔點(diǎn)為136℃ ,分解溫度為128℃ ~135℃ 。在測(cè)定熔點(diǎn)時(shí),可先將載熱體加熱至120℃左右,然后放入樣品測(cè)定。
三、實(shí)驗(yàn)操作:
1.在100ml錐形瓶中放置干燥的水楊酸6.5g及乙酰酐10ml,充分搖動(dòng)后,滴加10滴濃硫酸(足量)。(注意:如不充分振搖,水楊酸在濃硫酸的作用下,將生成付產(chǎn)物水楊酸水楊酯。)
2.水浴上加熱,水楊酸立即溶解。如不全溶解,則需補(bǔ)加濃硫酸和乙酰酐。保持錐形瓶內(nèi)溫度在70℃左右。(注意:用水浴溫度控制反應(yīng)溫度。水浴溫度控制在80℃-85℃即可。)維持反應(yīng)20分鐘。
3.稍微冷卻后,在不斷攪拌下將其倒入100ml 冷水中。冷卻析出結(jié)晶(只要瓶內(nèi)溫度和冷卻水溫度一致即可,不一定需要15分鐘)。抽濾粗品,每次用10ml水洗滌兩次,其作用是洗去反應(yīng)生成的乙酸及反應(yīng)中的硫酸。
4.粗品重結(jié)晶純化,用95%乙醇和水1:1的混合液約25ml左右,加冷凝管加熱回流,以免乙醇揮發(fā)和著火,固體溶解即可。(重結(jié)晶時(shí)無須加活性炭,加活性炭的作用是除去有色雜質(zhì),因粗產(chǎn)品沒有顏色,加熱煮沸即可)
5.趁熱過濾,冷卻,抽濾,干燥,稱重。
四、實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率的計(jì)算:
從反應(yīng)方程式中各物材料的摩爾比,可看出乙酰酐是過量的,故理論產(chǎn)量應(yīng)根據(jù)水楊酸來計(jì)算。0.045mol水楊酸理論上應(yīng)產(chǎn)生0.045mol乙酰水楊酸。乙酰水楊酸的相對(duì)分子質(zhì)量為180g/mol,則其理論產(chǎn)量為:
0.045(mol)×180(g/mol)=8.1g
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