試驗(yàn)一-乙酰水楊酸的合成2試驗(yàn)一、乙酰水楊酸(阿司匹林)的合成、鑒定與含量的測(cè)定一、試驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)O-酰化〔酯化〕單元反響的特點(diǎn)和根本學(xué)問。了解阿司匹林的性質(zhì)和工業(yè)制法，把握O-酰化制備阿司匹林的試驗(yàn)方法。把握水楊酸酰化反響的原理及試驗(yàn)操作以及乙酰水楊酸的鑒定、提純及含量測(cè)定的方法。了解紫外光譜法、紅外光譜法、核磁共振法在有機(jī)合成中的應(yīng)用，把握紫外-可見分光光度法定量分析的根本原理和試驗(yàn)技術(shù)。進(jìn)一步生疏根底化學(xué)試驗(yàn)的重結(jié)晶及熔點(diǎn)測(cè)定等根本操作。二、試驗(yàn)原理〔acetylSalicylicaci(aspirin酸(鄰羥基苯甲酸)和乙酸酐合成的。早在18世紀(jì)，人們已從柳樹皮中提取了水楊酸，并留意到它可以作為止痛、退熱和抗炎藥，不過對(duì)腸胃刺激作用較大。19世紀(jì)末，人們成功地合成了乙酰水楊酸，直到目前，阿司匹林照舊是一個(gè)廣泛的具有解熱鎮(zhèn)痛作用的藥物。水楊酸是一個(gè)具有酚羥基和羧基雙官能團(tuán)化合物，能進(jìn)展兩種不同的酯化反響，當(dāng)與乙酸酐作用時(shí)，可以得到乙酰水楊酸〔即阿司匹林；如與過量的甲醇反響，生成水楊酸甲酯，它是第一個(gè)作為冬青樹的香味成分被覺察的，因此通稱為冬青油。本試驗(yàn)將進(jìn)展前一個(gè)反響的試驗(yàn)。反響式:COOH

HSO+(CH

CO)O

2 4 COOH

+CH

COOH3 2 3OH OCCH3O在生成乙酰水楊酸的同時(shí)，水楊酸分子之間可以發(fā)生酯化反響，生成少量的聚合酯:OOO C OC OC On COOHOH

H+ O + HO 2乙酰水楊酸能與NaHCO3反響生成水溶性鈉鹽，而副產(chǎn)物聚合酯不能溶于NaHCO3，這種性質(zhì)上的差異可用于阿司匹林的純化。可能存在于最終產(chǎn)物中的雜質(zhì)是水楊酸本身，這是由于乙?；错懖煌耆蛴捎诋a(chǎn)物在分別步驟中發(fā)生水解造成的。它可以在各步純化過程和產(chǎn)物的重結(jié)FeC3〔絡(luò)合物，而阿司匹林因酚羥基已被酰化，不再與FeCl3發(fā)生顏色反響，因而未作用的水楊酸很簡(jiǎn)潔被檢出。2-21所示:圖2-21 乙酰水楊酸的紅外光譜圖乙酰水楊酸的核磁共振譜特征如圖2-22所示?？捎蒊R，1HNMR鑒定產(chǎn)物為乙酰水楊酸。為了測(cè)定產(chǎn)品中乙酰水楊酸的含量。產(chǎn)物用稀NaOH溶液溶解，乙酰水楊酸水解生成水楊酸二鈉。COOHO

HO+ 3NaOH 2

COONaONa

+ CH

COONa32-22乙酰水楊酸的核磁共振譜圖該溶液在296.5nm左右有個(gè)吸取峰，測(cè)定稀釋成確定濃度乙酰水楊酸的NaOHNaOH水溶液作一條標(biāo)準(zhǔn)曲線，可以從標(biāo)準(zhǔn)曲線上求出相當(dāng)于水楊酸的含量。依據(jù)兩者的相對(duì)分子質(zhì)量，即可求出產(chǎn)物中乙酰水楊酸的含量，溶劑和其他成分不干擾測(cè)定。阿司匹靈乃是現(xiàn)代生活中最群眾化的萬應(yīng)藥〔治百病的藥〕之一，而且，盡管它的奇異歷史開頭于200年前，關(guān)于這個(gè)不行思議的藥我們?nèi)杂泻芏鄸|西該學(xué)。雖然至今照舊無人精準(zhǔn)知道它到底怎樣或?yàn)槭裁磿?huì)起作用，美國每年消耗的阿司匹靈量卻在二千萬磅以上。阿司匹靈藥片通常由約克乙酰水楊酸與少量淀粉混合并壓緊而成。淀粉的作用在于使其粘合成片。加過緩沖劑的阿司匹靈通常含有一種堿性緩沖劑，以削減對(duì)胃壁粘膜的酸性刺激作用，由于乙?；蟮漠a(chǎn)物并非毫無刺激性。一種稱為Bufferin的藥片含阿司匹靈５谷、二羥胺基乙酸鋁0.75谷和碳酸鎂1.5谷。復(fù)合解痛片通常含阿司匹靈，非那西汀和咖啡因。例如，Empirin即是一號(hào)一種典型的APC〔Aspirin,Phenactin和Caffein三者之字首并合而成〕，它含有阿司匹靈，非那西汀，咖啡因。UV-1201(或UV2600)紫外-〔玻璃砂芯漏斗，循環(huán)水式真空泵，電熱熔點(diǎn)儀，吸量管，容量瓶(100mL，錐形瓶(100mL，石英比色皿，圓底燒瓶〔250m，磨口，溫度計(jì)，天平。水楊酸，濃硫酸，NaHCO3HCl，醋酸酐，1%FeCl3溶液，NaOH0.1mol/L，氯仿。四、試驗(yàn)步驟乙酰水楊酸的合成在枯燥的100mL錐形瓶中參與g枯燥的水楊酸，10mL蒸餾的醋酸酐和105-10min，使水楊酸全部溶解〔假設(shè)不全溶解，則需補(bǔ)加濃硫酸和乙酸酐〕80-85℃，維持反響20min，并常常搖動(dòng)。冷卻至室溫，即有乙酰水楊酸結(jié)晶析出，假設(shè)無結(jié)晶，可用玻璃棒摩擦瓶壁并將反響物置于冰水浴中冷卻使結(jié)晶產(chǎn)生。參與50mL冷H2O15min使結(jié)晶完全。減壓過濾，用濾液反復(fù)淋洗錐形瓶，直至全部晶體被收集到布氏漏斗中，用少量冷水洗滌結(jié)晶，連續(xù)抽氣將溶劑盡量抽干，稱重，得乙酰水楊酸粗產(chǎn)品，呈白色雪花狀。25mLNaHCO3飽和溶液，加完后連續(xù)攪拌幾分鐘，直至無CO2氣泡產(chǎn)生，減壓抽濾，副產(chǎn)物聚合物應(yīng)被濾出。用5-10mL水沖洗漏斗，合并濾液，倒入預(yù)先盛有5mL濃HCl10mL水配成溶液的燒瓶中，攪拌均勻，即有乙酰水楊酸沉淀析出。將燒杯置于冰水浴中冷卻，使結(jié)晶完全，抽濾，并用玻璃塞壓干晶體，再用少量冷水22g。阿司匹林的鑒定在電熱熔點(diǎn)儀上測(cè)定熔點(diǎn)，文獻(xiàn)值133-135℃，乙酰水楊酸易受熱分解，因此熔點(diǎn)不很明顯，它的分解溫度為128-138℃，測(cè)定熔點(diǎn)時(shí)，應(yīng)將熱載體加熱至120℃左右，然后放入樣品測(cè)定。用KBr，并與乙酰水楊酸的標(biāo)準(zhǔn)圖譜比較，CHCl3為溶劑，測(cè)定1HNMR譜圖，解析譜圖進(jìn)一步證明產(chǎn)物為乙酰水楊酸。產(chǎn)物中乙酰水楊酸含量的測(cè)定準(zhǔn)確稱量準(zhǔn)確至0.1mg)溶于少量0.1mol/LNaOH〔40mL〕溶液中，搖勻，然后用蒸餾水定容于100mL容量瓶中，標(biāo)記為”原始標(biāo)準(zhǔn)貯備液”5.00mL0.00mL，1.00mL，2.00mL，3.00mL，4.00mL，5.00mL原始標(biāo)準(zhǔn)貯備液置于六只100mL容量瓶中，標(biāo)記每只容量瓶，用蒸餾水定容至刻度，搖勻，并計(jì)算出每只標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(單位為mg/mL)。在UV-1201紫外分光光度計(jì)上掃描每一標(biāo)準(zhǔn)溶液在250-350nm范圍的紫外吸取λmax和最大吸光度Amaxλmax處測(cè)定五〔。準(zhǔn)確稱量本試驗(yàn)合成的乙酰水楊酸，加0.1mol/LNaOH溶液40mL，攪拌數(shù)分鐘，轉(zhuǎn)移到100mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。用此稀釋液作250-350nm范圍的紫外吸取光譜，讀出λmax的吸光度值。酚的重要性質(zhì)與鑒定試驗(yàn)水楊酸既是酸又是酚，可利用水楊酸來進(jìn)展酚的重要性質(zhì)和鑒定的試驗(yàn)。阿司匹林由于不具酚羥基，因此就不再具備酚的特性。酚的弱酸性試驗(yàn)：取水楊酸，參與1mL蒸餾水，振蕩，用PH試紙測(cè)試其水溶液的酸堿性。漸漸參與10%NaOH溶液使其全部溶解，滴入10%鹽酸溶液，觀看現(xiàn)象并解釋緣由。同樣取乙酰水楊酸作比照試驗(yàn)，觀看并解釋結(jié)果。1mL1%1%阿司匹林稀釋乙醇溶液，分別滴入2滴1%FeCl3溶液，搖動(dòng)，觀看現(xiàn)象并解釋之。1%FeCl3呈藍(lán)色。溴水試驗(yàn)：在裝有1mL 的1%水楊酸水溶液的試管中逐滴參與Br2-KBr/H2O，觀看現(xiàn)象并解釋之。溴水退色為正性反響，試分析該緣由〔注：本試驗(yàn)不做〕五、數(shù)據(jù)處理將有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表2-10。并請(qǐng)繪制出工作曲線。2-10試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄水楊酸標(biāo)準(zhǔn)溶液編號(hào)水楊酸標(biāo)準(zhǔn)溶液編號(hào)水楊酸濃度/mg/mLA1023456λmax處的吸光度值，從工作曲線上查到溶液的水楊酸質(zhì)量濃度(單位為mg/mL)，然后換算成乙酰水楊酸的含量m(乙酰水楊酸)=ρ(乙酰水楊酸)×100×100/1000=ρ(水楊酸)×(180.15/138.12)×100×100/1000乙酰水楊酸的百分含量η〔%〕=乙酰水楊酸/樣品質(zhì)量×100%=m〔乙酰水楊酸〕/ms〔樣品〕×100%式中m---乙酰水楊酸的質(zhì)量，g;ρ---乙酰水楊酸密度，mg/mL.138.12；乙酰水楊酸的分子量是180.15.六、留意事項(xiàng)由于分子內(nèi)氫鍵的作用，水楊酸與乙酸酐直接反響需在150～160℃才能生成乙酰水楊酸。在較低的溫度下(90℃)就可以進(jìn)展，而且可以大大削減副產(chǎn)物，因此試驗(yàn)中要留意把握好溫度。假設(shè)有水，易使乙酸酐水解，此反響開頭時(shí)，過枯燥處理。粗產(chǎn)品雜質(zhì)主要是水楊酸〔因此假設(shè)結(jié)晶不純，則參與FeCl3

時(shí)溶液顯紫色，可用乙醇—水，或1：1(體積比)的稀鹽酸，或苯和石油醚(30～60℃)的混合溶劑進(jìn)展重結(jié)晶。思考題在硫酸存在下，水楊酸與乙醇反響會(huì)得到什么產(chǎn)物?本試驗(yàn)參與硫酸的目的是什么？本試驗(yàn)中，測(cè)定產(chǎn)品的乙酰水楊酸百分含量NaOH稀溶液?紫外分光光度計(jì)定量分析的根底是什么?核磁共振和紅外光譜定性分析乙酰水楊酸的原理是什么？嘗試查閱相關(guān)資料〔有關(guān)有機(jī)化來解析本試驗(yàn)紅外光譜圖和核磁共