乙酰水杨酸的制备

乙酰水杨酸的制备 实验十四 乙酰水杨酸的制备 【实验目的】 1. 学习乙酰水杨酸的制备原理与方法。 2. 了解一些药物研制开发的过程，培养科学的思想方法。 【实验原理】 乙酰水杨酸，又称水杨酸乙酸酯，即医药上的“阿司匹林”(aspirin)。这是 [1]一种应用最早、最广和最普通的解热镇痛药和抗风湿药。它与“非那西丁”(phenacetin)、“咖啡因”(caffeine)一起组成的“复方阿司匹林”(APC)也是最广泛使用的复方解热止痛药。 [2]在浓硫酸催化作用下，水杨酸(邻羟基苯甲酸)与乙酸酐反应，水杨酸分子中的羟基被乙酰化，就生成了乙酰水杨酸: COH2COH2+H+(CHCO)O32CHCOH+32 OHOCCH3 O 从反应类型上讲，属于酚酯的制备，但是其中的乙酸酐却不能用乙酸氯代替，原因在于水杨酸分子中德羟基亦很易与乙酰氯起反应。 由于水杨酸分子中既有羧基又有羟基，因此在反应条件下亦会发生分子间的缩合反应，结果生成少量高聚物: O CHCOH2 HOn+HOH+(n-1)2 OH n 可以利用乙酰水杨酸能与碳酸氢钠反应生成水溶性的钠盐，而高聚物却不能溶于碳酸氢钠水溶液这种性质差异除去高聚物。 最可能存在于最后所得产物中的杂质是水杨酸，它的存在也许是由于乙酰化反应不完全，也许是产物在分离步骤中发生水解生成。无论如何，它亦能随着乙酰水杨酸与碳酸氢钠反应生成水溶性的钠盐、酸化时再一起结晶析出而混入最终产品中。但一般情况中，即使水杨酸存在也会由于它的相对含量小，在各分离步骤中或最后的重结晶过程中可以被除去。是否存在残余的水杨酸，可以用三氯化铁水溶液检验，观察是否形成深紫色配合物。 【仪器和药品】 仪器:锥形瓶(100 ml)、温度计 [3]药品:水杨酸、醋酸酐(新蒸)、浓硫酸、饱和碳酸氢钠、三氯化铁(1%)、 浓盐酸 【实验装置图】 【实验步骤】 向100ml锥形瓶中加入2g(0.0145 mol)水杨酸、5 ml(5.4g，0.053 mol)醋酸酐，摇动锥形瓶并加入5滴浓硫酸，继续摇动至水杨酸全部溶解后，在88~90?的水溶液上加热约10 min(期间不时摇动)，放置冷却至室温，即会有乙酰水杨酸晶体析出。若无晶体析出。可用冰水冷却或用玻璃棒摩擦瓶壁促进晶体析出。当晶体开始析出时，加入50 ml水，继续用冰水浴冷却直至析出完全。抽滤收集析出的晶体，用少量冷水洗涤，尽量将溶剂抽干。于空气中晾干后称重，得粗产物约2g。 将粗产物转移到250 ml烧杯中，边搅拌边加入约25 ml饱和碳酸氢钠溶液，加完后继续搅拌，直至无二氧化碳气泡产生为止(约需几分钟时间)。检验pH合格后抽滤、洗涤，除去聚合的副产物。将滤液慢慢倒入盛有用5ml浓盐酸和10ml水配成的溶液的烧杯中，搅拌均匀，检验pH为强酸性，析出乙酰水杨酸晶体。用冰水浴冷却，使晶体析出完全后，抽滤收集晶体，并用洁净的空心塞挤压，尽量抽去母液，再用冷水洗涤2~3次，尽量抽去水分。将晶体取出，干燥后约得产品1.8g，计算产率。取几粒晶体于盛有约2ml 1%三氯化铁溶液的试管中，震 [4]荡，观察有无颜色反应。为了得到纯度更高的产品，可用苯重晶体。纯乙酰水杨酸为白色晶体。 【注释】 [1] aspirin的历史开始于18世纪。重要的是首先发现柳树皮的提取物是一种强烈的止痛、退热及抗炎消肿药，不久就分离、鉴定了其中的有效成分为水杨酸，随后用化学方法大规模生产，共医用。但后来发现它的酸性强，严重刺激口腔、食道及胃壁黏膜，故试图改进之。先制成水杨酸钠试用，发现虽然改善了它的酸性和刺激性，但却具有令人不愉快的甜味，大多数患者不愿意服用。1983年，合成了乙酰水杨酸，既保持了水杨酸钠的药效，又降低了刺激性，口味好。Bayer公司将它的这个新产品称作aspirin。Aspirin的产生历史是目前使用的许多药品的典型，既开始都以植物的粗提取物或民间药物出现，再由化学家分离出其中的活性成分、测定结构并加以改造，结果才变成比原来更好的药物。 [2] 催化剂除了浓硫酸外，亦可用浓磷酸。 [3] 过量的乙酐除了促使可逆反应完全外，亦吸收生成高聚物副产物时产生的水。 [4] 亦可用甲苯或乙酸乙酯作溶剂。 【思考题】 1. 在浓硫酸的催化作用下，水杨酸与乙酸酐反应生成乙酰水杨酸的机理是什么,高聚物副产物时如何形成的, 2. 为什么在乙酰水杨酸晶体开始析出时要加入50 ml水,