阿司匹林合成实验

阿司匹林合成实验 【摘要】:简介阿司匹林及其相关制法，并通过实验用水杨酸与乙酸酐在浓硫酸的催化作用下合成阿司匹林(乙酰水杨酸)，并经提纯后检验其纯度。 【关键词】:阿司匹林、乙酰水杨酸、浓硫酸催化、合成、提纯、检验纯度 一、简介 【中文名称】:阿司匹林中文俗名:拜阿司匹灵、醋柳酸、巴米尔、力爽、塞宁、东青等。 【英文名称】:Aspirin 【英文别名】:Acenterine、Acetard、Acetophen、Acetylsalicylic Acid、Acidum Acetylsalicylicum、Adiro、Albyl、Aluprin、Asadrine、Aspirinetas、Bayaspirina、Bi-Prin、Codral Junior、Ecotri、Ecotrin、Elsprin、Empirin、Enteretas、Novosprin、Rhonal、Salitison、Salicylic Acid Acetate、2-Acetoxybenzoic acid 【普通命名法】:乙酰水杨酸，邻乙酰水杨酸 【分子式】:CHO984 【结构简式】: 【来源】:早在1853年夏尔，弗雷德里克?热拉尔(Gerhardt)就用水杨酸与醋酐合成了乙酰水杨酸，但没能引起人们的重视;1897年德国化学家菲利克斯?霍夫曼又进行了合成，并为他父亲治疗风湿关节炎，疗效极好;1899年由德莱塞介绍到临床，并取名为阿司匹林(Aspirin)。到今日为止，阿司匹林已应用百年，成为医药史上三大经典药物之一，根据文献记载，都说阿司匹林的发明人是德国的费利克斯?霍夫曼，但这项发明中，起着非常重要作用的还有一位犹太化学家阿图尔?艾兴格林。阿图尔?艾兴格林的辛酸故事发生在1934年至1949年间。1934年，费利克斯?霍夫曼宣称是他本人发明了阿司匹林。当时的德国正处在纳粹统治的黑暗时期，对犹太人的迫害已经愈演愈烈。在这种情况下，狂妄的纳粹统治者更不愿意承认阿司匹林的发明者有犹太人这个事实，于是便将错就错把发明家的桂冠戴到了费利克斯?霍夫曼一个人的头上，为他们的“大日耳曼民族优越论”贴金。纳粹统治者为了堵住阿图尔?艾兴格林的嘴，还把他关进了集中营。第二次世界大战结束后，大约在1949年前后，阿图尔?艾兴格林又提出这个问，但不久他就去世了。从此这事便石沉大海。英国医学家、史学家瓦尔特?斯尼德几经周折获得德国拜尔公司的特许，查阅了拜尔公司实验室的全部档案，终于以确凿的事实恢复了这项发明的历史真面目。他指出:在阿司匹林的发明中，阿图尔?艾兴格林功不可没。事实是在1897年，费利克斯?霍夫曼的确第一次合成了构成阿司匹林的主要物质，但他是在他的上司——知名的化学家阿图尔?艾兴格林的指导下，并且完全采用艾兴格林提出的技术路线才获得成功的。 【性质】:白色针状或板状结晶或粉末。熔点135?。无气味，微带酸味。在干燥空气中稳定，在潮湿空气中缓缓水解成水杨酸和乙酸。能溶于乙醇，乙醚和氯仿，微溶于水，在氢氧化碱溶液或碳酸碱溶液中能溶解，但同时分解。 【功效】: 1、镇痛、解热 阿司匹林通过血管扩张短期内可以起到缓解头痛的效果，该药对钝痛的作用优于对锐痛的 作用。故该药可缓解轻度或中度的钝疼痛，如头痛、牙痛、 神经痛、肌肉痛及月经痛，也用于感冒、流感等退热。 2、消炎、抗风湿 阿司匹林为治疗风湿热的首选药物，用药后可解热、减轻炎症，使关节症状好转，血沉下降，但不能去除风湿的基本病理改变，也不能预防心脏损害及其他合并症。 3、关节炎 除风湿性关节炎外， 该品也用于治疗类风湿性关节炎，可改善症状，为进一步治疗创造条件。也用于骨关节炎、强直性脊椎炎、幼年型关节炎以及其他非风湿性炎症的骨骼肌肉疼痛。 4、抗血栓 对血小板聚集有抑制作用，阻止血栓形成， 临床可用于预防暂时性脑缺血发作(TIA)、心肌梗塞、心房颤动、人工心脏瓣膜、动静脉瘘或其他手术后的血栓形成。也可用于治疗不稳定型心绞痛。 5、皮肤粘膜淋巴结综合症(川崎病) 患川崎病的患儿应用阿斯匹林，目的是减少炎症反应和预防血管内血栓的形成。 6、预防消化道肿瘤 长期规律的使用阿司匹林可以大大降低胃肠道肿瘤的发生率。 7、抑制血小板凝集 高海拔登山时使用阿司匹林，它能抑制血小板的释放反应，抑制血小板的聚集。 二、合成方法 【1】酸催化合成 优点:硫酸催化法虽然是经典方法，工艺成熟. 缺点;产品收率不高 ，一般在 65,,67,，副反应多，产品品质不好，设备腐蚀严重 ，同时产生大量废液污染环境 。 【2】酸活化膨润土催化 优点:1、该方法与直接反应法相比，反应时间短，产物收率高; 2、与工业上使用的浓硫酸催化法相比，则具有反应体系温和，不腐蚀设备，不污染环境，后处理方便，具有良好的催化活性 ; 缺点:1、步骤较多，花费时间较长。 2、所需仪器较多，较复杂。 3、若重复使用易引起慢性中毒，丧失催化活性。 【3】硫酸氢钠催化 优点:1、硫酸氢钠能较好催化水杨酸与乙酐的酯化反应，其产率比同条件下浓硫酸酯化的产率稍高。 2、产物结晶速度较快。硫酸氢钠性质稳定，操作安全，催化所得产物纯白，质量稳定，反应后硫酸氢钠仍呈晶体状，热滤回收重复使用第2次，催化效果无明显变化，节约成本。 缺点:温度要控制很好，温度过高会引起产物分解，也要注意控制反应时间。 【4】维生素 C催化 优点:反应速度快，操作简单，催化剂无需回收，反应条件温和，不腐蚀仪器设备，环境无污染。 缺点:影响产物收率因素较多，不适量的乙酸酐会降低产物品质，不当的反应温度不利于反应进行，加剧副产物生成，后处理复杂，产品损耗太多难以在生产中的到运用。 【5】对甲苯磺酸催化 优点:对甲苯磺酸是一种固体酸,保管，运输、使用方便、安全 ,反应时间短, 产率高, 反应条件温和, 便于操作, 污染少 缺点:随着反应温度的升高 ,酰化反应产 率提高 。当反应达到一定温度时，继续升高反应温度 ,酰化产率开始下降 。因此合成乙酰水杨酸的反应温度应控制在 81,85?较为合适。 【6】微波辐射法 优点:1、大大节约生产时间，提高生产效率，且节约能耗 2、不会腐蚀设备，也不会污染环境 3、有优异的选择性 缺点:目前微波化学领域内存在微波反应器的、反应机理的深入研究诸多问题，微波有机合成的研究主要停留在实验室研究阶段。 【7】碱催化合成法 水杨酸是较弱的有机酸，在碱作用下会形成酚氧负离子，是一种有利的亲核试剂，能进攻乙酰基的羰基碳，形成中问体而有利于阿司匹林的合成。张国升等利用0.2 g固体氢氧化 o钾为催化剂，2.5g水杨酸，3 m L乙酸酐，60,65C 反应20min ，阿司匹林产率达90%。 [2]宋小平等使用碳酸钠为催化剂是，优化反应条件为:4.0 g 水杨酸，5.5 m L乙酸酐，0.1 g 无水碳酸钠，在60,65?，反应30 min ， 阿司匹林产率达91,。 三、反应机理 OO 浓HSOOHOH24CHCOOH(CHCO)O3++32 OH3OCOCH 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)，再加10滴浓硫酸，充分摇动。水浴加热，水杨酸全部溶解，保持瓶内温度在70?左右，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，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。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。 四、提纯 副反应: 主要杂质:水杨酸聚合物、水杨酸 由于乙酰水杨酸中含羧基，能与NaHCO溶液反应生成可溶性盐，副产物聚合物不能溶3 于NaHCO溶液，所以可以用NaHCO溶液除去副产物聚合物。水杨酸可以在各步纯化过33 程和产物的重结晶过程中被除去 操作:加NaHCO溶液、搅拌、过滤、洗涤;滤液中加足量盐酸、冷却结晶、过滤、洗3 涤。 五、检验纯度 三氯化铁与水杨酸反应生成紫堇色络合物。所制得产品用三氯化铁来检验不显紫堇色则说明其除杂充分，再通过显微熔点测定仪测定其熔点，若在133 ~135之间则说明其纯度较高。 六、参考文献 1. 吕亚娟，等(微波辐射快速合成乙酰水杨酸[J](甘肃 师学报，2002 ,7(5) 29-31 ( 2 .宋小平，等(固体碳酸钠催化合成阿司匹林[J](精细石油化工，1992(3):46-48 ( 3. ]肖新荣，等(微波辐射法制备活性二氧化锡并催化合成乙酰水杨酸[J] .南华大学学报 (理工版) ，2003 ,1(4) : 8-11 ( 4. 刘鸿，等(微波辐射分子筛催化合成乙酰水杨酸的研究[J](精细化工中间体，2007，3 7 (4) :27-28 ，55 ( 5.陈洪，等(维生素C催化合成阿司匹林的研究[J](化学世界 ，2004，45(12):642-643 6.张燕辉，等.阿司匹林的合成研究进展.化学试剂，2008(9):82-84