阿司匹林的合成.doc

阿司匹林設(shè)計實驗摘要：阿司匹林(Aspirin) 是一種具有止痛、退熱、抗炎及軟化心腦血管等多種功效的藥物。本文為阿司匹林的合成綜合性、設(shè)計性實驗小論文，主要介紹了阿司匹林制備的幾種合成路線，對其各條合成路線的優(yōu)缺點進行了簡單闡述，從而選擇其中一條合成路線酸活化膨潤土催化合成阿司匹林進行設(shè)計，并解釋選擇該路線的理由。同時確定實驗方案的詳細報道，實驗方法為選取信陽上天梯礦鈣基膨潤土為基質(zhì) ，通過鹽酸酸化制得了酸化膨潤土;并以此為催化劑催化合成了阿司匹林，最后增加鑒別、基本鑒定。關(guān)鍵詞：水楊酸 阿司匹林 乙酸酐 催化 濃硫酸 膨潤土 合成 鑒定正文： 一、阿司匹林的合成路線現(xiàn)狀小結(jié)目前，用于制備阿司匹林的方法主要有以下幾個方法：酸催化合成，酸活化膨潤土催化，碳酸氫鈉催化，維生素C催化，對甲苯磺酸催化，微波輻射法，堿催化合成阿司匹林，無機氧化物及鹽類催化合成阿司匹林，分子篩催化合成阿司匹林。為便于此次實驗設(shè)計，列出前幾種阿司匹林的合成路線的優(yōu)缺點。1、酸催化合成優(yōu)點是：硫酸催化法雖然是經(jīng)典方法，工藝成熟.缺點;但是產(chǎn)品收率不高 ，一般在 6567，副反應(yīng)多，產(chǎn)品品質(zhì)不好，設(shè)備腐蝕嚴重 ，同時產(chǎn)生大量廢液污染環(huán)境 。2、酸活化膨潤土催化 優(yōu)點：1、該方法與直接反應(yīng)法相比，反應(yīng)時間短，產(chǎn)物收率高；2、與工業(yè)上使用的濃硫酸催化法相比，則具有反應(yīng)體系溫和，不腐蝕設(shè)備，不污染環(huán)境，后處理方便，具有良好的催化活性 ; 缺點：1、步驟較多，花費時間較長。 2、所需儀器較多，較復(fù)雜。3、若重復(fù)使用易引起慢性中毒，喪失催化活性。3、硫酸氫鈉催化優(yōu)點：1、硫酸氫鈉能較好催化水楊酸與乙酐的酯化反應(yīng)，其產(chǎn)率比同條件下濃硫酸酯化的產(chǎn)率稍高。2、產(chǎn)物結(jié)晶速度較快。硫酸氫鈉性質(zhì)穩(wěn)定，操作安全，催化所得產(chǎn)物純白，質(zhì)量穩(wěn)定，反應(yīng)后硫酸氫鈉仍呈晶體狀，熱濾回收重復(fù)使用第2次，催化效果無明顯變化，節(jié)約成本。缺點：溫度要控制很好，溫度過高會引起產(chǎn)物分解，也要注意控制反應(yīng)時間。4、維生素 C催化優(yōu)點：反應(yīng)速度快，操作簡單，催化劑無需回收，反應(yīng)條件溫和，不腐蝕儀器設(shè)備，環(huán)境無污染。缺點：影響產(chǎn)物收率因素較多，不適量的乙酸酐會降低產(chǎn)物品質(zhì)，不當?shù)姆磻?yīng)溫度不利于反應(yīng)進行，加劇副產(chǎn)物生成，后處理復(fù)雜，產(chǎn)品損耗太多難以在生產(chǎn)中的到運用。5、對甲苯磺酸催化優(yōu)點：對甲苯磺酸是一種固體酸,保管，運輸、使用方便、安全 ,反應(yīng)時間短, 產(chǎn)率高, 反應(yīng)條件溫和, 便于操作, 污染少缺點：隨著反應(yīng)溫度的升高 ,酰化反應(yīng)產(chǎn) 率提高 。當反應(yīng)達到一定溫度時 , 繼續(xù)升高反應(yīng)溫 度 ,?；a(chǎn)率開始下降 。因此合成乙酰水楊酸的反應(yīng)溫度應(yīng)控制在 8185 較為合適。6、微波輻射法 優(yōu)點：1、大大節(jié)約生產(chǎn)時間，提高生產(chǎn)效率，且節(jié)約能耗 2、不會腐蝕設(shè)備，也不會污染環(huán)境 3、有優(yōu)異的選擇性 缺點：目前微波化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)存在微波反應(yīng)器的設(shè)計、反應(yīng)機理的深入研究諸多問題，微波有機合成的研究主要停留在實驗室研究階段。選擇合成路線及其原因：根據(jù)以上幾種阿司匹林的合成路線，我選擇了以酸活化膨潤土催化合成阿司匹林的方法進行實驗設(shè)計。主要原因一：膨潤土具備二維通道和大孔分子篩的性質(zhì),是一種良好的催化劑。二、創(chuàng)新為最重要目的，有關(guān)該化合物的合成, 目前仍以直接反應(yīng)法和濃硫酸催化法為主也有用固體酸或固體氫氧化鈉作催化劑以及用微波輻射合成的嘗試。但使用酸化膨潤土催化合成阿司匹林的研究, 則很少見報道。三、產(chǎn)率較高，高達90.44%,不污染環(huán)境，相對于維生素C催化后處理方便，且不腐蝕設(shè)備。二、阿司匹林的合成一、目的要求1、 通過本實驗，掌握阿司匹林的性狀、特點和化學(xué)性質(zhì)。2、 熟悉催化劑的結(jié)構(gòu)特征及最佳催化條件。3、 了解不同濃度鹽酸處理的到的酸化膨潤土性能。4、 進一步了解酸化膨潤土用量、反應(yīng)時間、重復(fù)使用次數(shù)等因素對反應(yīng)收率的影響。二、反應(yīng)原理三、實驗方法1、試劑及主要儀器 試劑：水楊酸 10g 乙酸酐 25ml 碳酸鈉 125ml 水 50ml鹽酸 25ml 乙酸乙酯 15ml 膨潤土（取信陽上天梯膨潤土礦） 儀器：250ml錐形瓶 500ml燒杯 酸化槽 STA 409 PC熱分析儀XT4-100XI顯微熔點測定儀， 2K82B真空干燥箱， ZKB99型循環(huán)水多用真空泵， 85-2恒溫磁力攪拌器 2、操作（1）膨潤土酸化取一定量膨潤土原礦粉碎后置于崩解槽，加水配制成濃度為 10的懸濁液，粗濾除去泥沙等雜質(zhì)；靜置 56h后分出沉降部分，經(jīng) 100l10干燥，得鈣基膨潤土；將其轉(zhuǎn)入酸化槽，用一定濃度的鹽酸浸泡15h以上 ，過 濾除去酸液 ，脫 水 、烘干 ，即完成膨潤土酸化；取樣進行 TG分析。 （2）阿司匹林的合成 在 250mL錐形瓶 中加入 10g水楊酸 、25mL乙酸酐和一定量酸化膨潤土 ；加熱并控溫在 8590時 ，攪拌反應(yīng)一定時間；熱過濾分出酸化膨潤土，濾液冷至室溫后置冰水浴中析出產(chǎn)物晶體；加入 50mL水 ，繼續(xù)冷卻至產(chǎn)物結(jié)晶完全 ，經(jīng)減壓過濾即得阿司匹林粗品。將粗產(chǎn)物置于 500mL燒杯中 ，加入 125mL飽和NaCO3，溶液 ，攪拌至無 CO2：氣泡產(chǎn)生時，轉(zhuǎn)入由 2025mL濃 HCI和 50mL H2O配 成的酸液 中；以冰水浴冷卻析出產(chǎn)物晶體；以 1015mL乙酸乙酯重結(jié)晶后 ，經(jīng)減壓過濾即得產(chǎn)物阿司匹林。稱重，計算收率。3、注意事項 1、以酸化膨潤土催化合成阿司匹林的反應(yīng)時間以 0.5-1.0h 為宜 2、若需要重復(fù)使用酸化膨潤土, 則必須經(jīng)常對其進行凈化與活化處理 3、酸化膨潤土催化阿司匹林合成的最佳用量為 0.5-1.0g 4、阿司匹林化學(xué)方法鑒別法 ：加碳酸鈉試液，加熱水解，再加過量稀硫酸酸化，析出水楊酸白色沉淀,并產(chǎn) 生醋酸臭氣 。 三氯化鐵反應(yīng)：中性或弱酸性（pH4-6），分子中的酯鍵受熱水解，顯紫堇色。參 考 文 獻1、王貴全，陳志勇.以酸活化膨潤土催化合成阿司匹林，化學(xué)工程師，2004，102、張永華, 王淑萍, 喬世德, 等 J1 非金屬礦, 1996, ( 4) : 153、韓璐，馬或，阿司匹林的快速鑒別法，藥品鑒定，2009，14、肖新榮，劉傳湘，汪敏，陳蒙慈，硫酸氫鈉催