阿司匹林的制备

阿司匹林的制备 摘要：较全面地介绍阿司匹林，并通过实验分别用浓硫酸、浓磷酸，吡啶和乙酸钠做催化剂， 由水杨酸与乙酸酐合成阿司匹林（乙酰水杨酸），比较四种催化剂对合成阿司匹林的催化作用，发现乙酸钠的催化作用最好。 关键词：阿司匹林、乙酰水杨酸、催化、吡啶。 一、阿司匹林简介： 阿司匹林，化学名称为乙酰水杨酸，其中文俗名有：醋柳酸、巴米尔、力爽、塞宁、东青等。 为白色结晶或结晶性粉末；无臭或微带醋酸臭，味微酸，易溶于乙醇，溶于氯仿和乙醚，微溶于水，性质不稳定，在潮湿空气中可缓缓分解成水杨酸和醋酸而略带酸臭味，故贮藏时应置于密闭，干燥处，以防分解。 阿司匹林是一种历史悠久的解热镇痛药，诞生于1899年3月6日。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；1898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)。到目前为止，阿司匹林已应用百年，成为医药史上三大经典药物之一，至今它仍是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药，也是作为比较和评价其他药物的标准制剂。 目前阿司匹林在临床上主要应用于以下几种情况： （1）、镇痛、解热 可缓解轻度或中度的疼痛，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。本品仅能缓解症状，不能治疗引起疼痛、发热的病因，故需同时应用其他药物参与治疗。 （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，本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，对于炎症引起的骨骼肌肉疼痛有缓解作用。 （4）、抗血栓 阿司匹林在体内能抑制血小板的释放，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、心肌梗塞、心房颤动、人工心脏瓣膜、动静脉或其他术后的血栓形成。也可用于治疗不稳定型心绞痛。 临床上还应用于（川崎病：皮肤黏膜淋巴结综合症），减少炎症反应和预防血管内血栓的形成。 目前，合成阿司匹林的方法不是很多，虽然形式不同，但本质上均是以水杨酸和乙酸酐为原料，通过酰化反应，将水杨酸的酚羟基酰化，合成乙酰水杨酸。本论文通过四种催化剂合成阿司匹林，比较不同催化剂对阿司匹林的催化作用。 阿司匹林的制取（实验部分） 1、实验目的 、学习酰化反应的原理和方法，掌握阿司匹林的制备方法。 、掌握易氧化基团的保护方法。 、进一步掌握重结晶的操作技术，抽滤装置的安装与操作。 实验原理 采用水杨酸和乙酸酐在催化剂的催化下发生酰基化反应来制取。反应式如下： 反应温度应控制在90℃以下，温度过高易发生下列副反应，同时水杨酸在酸性条件下受热，还可发生缩合反应，生成少量聚合物。 高聚物 ②水杨酸的酚羟基（亲核试剂）进攻羰基碳，生成四面体正离子，然后经过质子转移，酰氧基离去而生成产物。 （2）、在碱性条件下（以吡啶为例）： ①吡啶作为亲核试剂对乙酸酐的羰基碳进行加成，②酰氧基离去，生成N—酰基吡啶盐（此时N带正电荷，吸电子能力比酰氧基强，进一步增加酰基碳的正电性，更有利于水杨酸的进攻，且是一个好的离去基团）(水杨酸酚羟基进攻N—酰基吡啶盐，吡啶离去，生成产物。 3、实验药品 水杨酸 2.76g 乙酸酐 8ml 10%碳酸氢钠溶液 40ml 8%盐酸 20ml 吡啶10滴 （或浓磷酸10滴，或浓硫酸10滴，或乙酸钠0.4g） 95%乙醇 三氯化铁试液 实验装置图 5、实验步骤（以吡啶为例）： 时间 操作步骤 现象 备注 1:20 在100ml干燥的锥形瓶中放置2.76g水杨酸（0.02mol），8ml乙酸酐（0.08ml）和10滴吡啶。 水杨酸：白色晶体 乙酸酐：无色液体，味道类似醋酸。 吡啶：无色液体，有特殊臭味。 锥形瓶应充分干燥，防止乙酸酐水解。 1:47 振摇，使固体溶解，然后在磁力搅拌器上用水浴加热，控制浴温在85℃-90℃，磁力搅拌维持10min。 液体为无色透明溶液。液体快速旋转。 磁力搅拌应尽可能快，让反应物充分反应。 2:01 将反应物冷却至室温，边振摇边慢慢加入26ml-28ml水。 加入水后液体冒出白雾，锥形瓶变热。 将未反应的乙酸酐水解掉。反应放热。 2:19 在冰浴中冷却后，抽滤收集产物，用50ml冰水洗涤晶体，抽干。 溶液中有少数油状物产生，同时有大量白色晶体析出。 油状物为高聚物，说明乙酸酐水解不全。油状物太多会影响产品的析出。可再加入适量水将未反应的乙酸酐水解掉，在进行冷却抽滤。 2:47 将粗产物转移到100ml烧杯中，在搅拌下加入40ml 10%的碳酸氢钠溶液。 有大量气体产生。溶液中可看到少数白色悬浊物。 将产品转化成盐，使其完全溶于溶液中。而高聚物不溶。 3:59 再加入适量10%的碳酸氢钠溶液。 有少量气体产生。 3:06 抽滤除去少量高聚物。 滤纸上残留一些白色固体 抽滤过程中应将高聚物捣碎，里面可能含有产物。 3:12 滤液倒至100ml烧杯中，在不断搅拌下慢慢加入20ml 18%盐酸。 溶液中有少量白色晶体析出。 酸化得到产物。 3:17 将混合物在冰浴中冷却，使晶体析出完全。 白色晶体析出。 - 3:44 抽滤，用少量水洗涤晶体2-3次。 - - 4：23 干燥，称重。 得到产品1.4g。 减重法称重 实验结果与计算 以吡啶作为催化剂得产物乙酰水杨酸 1.4g 有反应式 1mol 1mol 0.02mol 0.02mol 理论上应得产物的质量为0.02mol*180g/mol =3.6g 百分产率α=实际产率/理论产率=1.4/3.6=38.9% 讨论 、取少量所得产物（绿豆大小），溶于乙醇（1ml），滴加适量三氯化铁溶液，发现溶液呈淡淡的黄色，说明产物中不存在或极少量存在水杨酸（杂质），产品纯度较高。 、实验产率仅为38.9%，明显小于给定的产率67%，其原因可能为 (实验过程中，反应物未充分反应。 (将乙酸酐水解时，由于其水解不充分，采用再加水加热促使其水解的 方法，温度过高，导致部分产物水解。 (实验经过多次抽滤，可能由于操作不当，导致产物损失。 、注意事项： (乙酸酐具有强腐蚀性，使用时须小心。 (反应过程中应严格控制好温度，以减少副反应的发生，同时减少产物的损耗。 (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。 阿司匹林制备结果讨论 根据以上实验，结合其他同学实验所得的数据，实验结果如下表： 不同催化剂作用下乙酰水杨酸的产量 催化剂 组别 浓硫酸（10滴） 浓磷酸（10滴） 吡啶（10滴） 乙酸钠（0.4g） 第一组 1.1g 1.0g 1.5g 1.8g 第二组 1.6g 0.9g 1.8g 0.9g 第三组 1.4g 1.1g 1.5g 1.7g 第四组 1.0g 1.2g 1.4g 1.75g 平均值 1.275g 1.05g 1.55g 1.5375g 平均百分产率 35.4% 29.2% 43.1% 42.8% 由表中数据可看出： 不同催化剂对阿司匹林的合成(酰化反应)的催化作用不同。 表面看吡啶的催化效果最好，乙酸钠次之，浓硫酸催化效果相较而言较差，而浓磷酸催化所得产物是最低的。进一步观察数据，则可发现以乙酸钠作为催化剂的第二组数据与其他三组的实验结果偏差较大，可以认为此组试验在操作过程中存在较大偏差或错误，若将该组实验数据舍去，则可重新得到乙酸钠的平均百分产率为48.6%，催化效果比吡啶还好。 碱性催化剂比酸性催化剂的催化效果好。 总的来说，对于阿司匹林的合成，四种催化剂中：乙酸钠对的催化效果最好，吡啶次之，而浓磷酸的催化效果是最差的。或可认为碱性催化剂比酸性催化剂的催化效果好。 参考文献： [1] [美]福尔哈特（Vollhardt，K．P．），[美]肖尔（Schore，N．E．）著；戴立信，席振峰，王梅祥等译．—北京。有机化学：结构与功能（原著第四版）：化学工业出版社，2006．5：831-832 [2] 互动百科（词条）： http://www.hudong.com/wiki/%E9%98%BF%E5%8F%B8%E5%8C%B9%E6%9E%97 [3] 李敏谊主编.有机化学实验.中国医药科技出版社，2007.3 [ 4 ] 谷亨杰主编.有机化学实验( 第二版) [ M] . 高等教育出版社, 2002. 08.