高中化學 專題7 物質(zhì)的制備與合成 7.2 阿司匹林的合成課件 蘇教版選修6-蘇教版高二選修6化學課件

1、課題2 2阿司匹林的合成一、阿司匹林的合成水楊酸(鄰羥基苯甲酸)的結(jié)構(gòu)簡式是 ,它是一種含有酚羥基和羧基的雙官能團化合物,所以水楊酸既有酚的性質(zhì)又具有羧酸的性質(zhì)。阿司匹林又叫乙酰水楊酸。它是白色針狀晶體,熔點為135136 ,難溶于水。乙酰水楊酸是由水楊酸和乙酸酐合成的,反應的化學方程式是:阿司匹林合成過程中的副產(chǎn)物是什么?它是怎樣形成的?如何除去?提示在生成乙酰水楊酸的同時,水楊酸分子之間也能發(fā)生縮合反應,生成少量聚合物: ,它是合成過程中的副產(chǎn)物。該副產(chǎn)物不溶于碳酸氫鈉溶液,而乙酰水楊酸與碳酸氫鈉溶液反應生成可溶性鈉鹽,所以可用這種性質(zhì)上的差別來除去副產(chǎn)物。二、水楊酸雜質(zhì)的檢出由于乙酰化反

2、應不完全或由于產(chǎn)物在分離過程中發(fā)生水解的原因,產(chǎn)物中含有雜質(zhì)水楊酸。與大多數(shù)酚類化合物一樣,水楊酸可與三氯化鐵形成深紫色配合物很容易被檢出,而乙酰水楊酸因酚羥基已被酰化,不能與三氯化鐵發(fā)生顯色反應。知識點一知識點二阿司匹林的合成【例題1】 工業(yè)上合成阿司匹林的流程如下圖所示: 知識點一知識點二請回答:(1)請寫出反應釜中反應的化學方程式: ;其中,甲苯的作用是 ,為了保證水楊酸能較為徹底地反應,通常采用的措施是。 (2)粗品經(jīng)提純后才能作為藥物使用。提純可以分以下幾步進行:分批用少量飽和碳酸鈉溶液溶解乙酰水楊酸(阿司匹林),化學方程式為;過濾除去不溶物,將濾液緩慢加入濃鹽酸中,析出乙酰水楊酸,

3、化學方程式為; 再經(jīng)過、操作,將得到的乙酰水楊酸,用少量乙酸乙酯加熱至完全溶解,冷卻,乙酰水楊酸以針狀晶體析出,將其加工成型后就可以使用了。 (3)為了充分利用原料,循環(huán)再利用的例子在化工生產(chǎn)中屢見不鮮,試直接在上圖中用箭頭標出未反應完的原料循環(huán)利用的過程。知識點一知識點二解析(1)從流程圖上不難看出,在甲苯作溶劑的條件下,醋酸酐與水楊酸發(fā)生反應生成了乙酰水楊酸(阿司匹林)和醋酸。工業(yè)上通常用加入過量的廉價原料的方法以提高另一種原料的利用率,為了保證水楊酸能較為徹底地反應,顯然要加入過量的醋酸酐。(2)阿司匹林分子中含有一個羧基,具有酸性,酸性比碳酸強,顯然可以與飽和碳酸鈉溶液反應,生成相應的

4、鹽而溶解。但阿司匹林的酸性不如鹽酸強,所以生成的鹽加入到濃鹽酸中后,又可重新生成阿司匹林。析出的阿司匹林通過過濾得到,但其表面有一些雜質(zhì),需要通過洗滌除去,這樣就可得到較為純凈的阿司匹林了。(3)在分離得到粗品后,母液中仍然有過量的醋酸酐、沒有完全反應的水楊酸、沒有完全分離出的產(chǎn)品以及溶劑、試劑等,可循環(huán)利用。知識點一知識點二知識點一知識點二本題起點高,落點低。例如,第(2)問讓我們寫的兩個反應實際上考查的是羧酸的弱酸性。注意不能用NaOH溶液,否則會使酯基水解。通過做題,我們還可得出阿司匹林、碳酸、鹽酸酸性強弱順序為:鹽酸阿司匹林碳酸。而這恰好是本題容易拓展考查的另外一個知識點。知識點一知識

5、點二【針對訓練1】 乙酰水楊酸,又名鄰乙酰氧基苯甲酸,是阿司匹林的主要成分。白色晶體或粉末,略有酸味,易溶于乙醇等有機溶劑,難溶于水,是常用的解熱鎮(zhèn)痛藥。下面是某化學小組利用逆推法設計乙酰水楊酸合成路線的過程:(1)查閱資料。通過查閱資料得知以水楊酸為原料合成乙酰水楊酸的反應為:知識點一知識點二由苯酚制備水楊酸的途徑:(2)實際合成路線的設計。觀察目標分子乙酰水楊酸的結(jié)構(gòu)。乙酰水楊酸分子中有2個典型的官能團,即、。 由目標分子逆推原料分子并設計合成路線。首先,考慮酯基的引入:由水楊酸與乙酸酐反應制得;然后分頭考慮水楊酸和乙酸酐的合成路線。其中,乙酸酐的合成路線為。 知識點一知識點二根據(jù)信息和以

6、前所學知識,水楊酸可以有以下幾種不同的合成路線:(3)優(yōu)選水楊酸的合成路線。以上兩種合成路線中較合理的為;理由是。 知識點一知識點二解析通過觀察,乙酰水楊酸分子中有2個典型的官能團即羧基、酯基。根據(jù)所學知識逆推,乙酸酐可由乙酸合成,乙酸可由乙醛氧化得到,乙醛可由乙烯氧化得到,而乙烯是一種基本的原料。因此乙酸酐的合成路線為水楊酸的兩種合成路線中:鄰甲基苯酚上的甲基氧化為羧基時,所用的氧化劑(如酸性高錳酸鉀溶液)還會將酚羥基氧化。需要在氧化甲基前將酚羥基轉(zhuǎn)化為不能被氧化劑氧化的基團,在氧化甲基后再把酚羥基還原出來。由于此過程較為復雜,因此一般不采用此合成路線合成水楊酸。在工業(yè)上常由苯酚出發(fā),采用由

7、干燥苯酚鈉與二氧化碳在加溫、加壓下生成鄰羥基苯甲酸鈉,鄰羥基苯甲酸鈉酸化得到水楊酸,進而合成乙酰水楊酸的合成方法。這種合成水楊酸的方法原料易得,工藝相對簡單,適合大規(guī)模生產(chǎn)。知識點一知識點二答案(2)羧基酯基(3)途徑1因為途徑1原料易得,工藝相對簡單,而途徑2過程復雜知識點一知識點二常見有機物的除雜【例題2】 下列分離提純物質(zhì)的方法錯誤的是()A.用NaHCO3溶液可除去合成阿司匹林時產(chǎn)生的副產(chǎn)物B.用分液的方法分離乙酸乙酯與飽和Na2CO3溶液的混合液C.用鹽析法提純高級脂肪酸鈉D.用溶解過濾的方法提純含少量BaSO4的BaCO3解析A項,合成阿司匹林時易產(chǎn)生水楊酸的聚合物,可通過NaHC

8、O3溶液水洗,吸收乙酰水楊酸,從而除去聚合物,再經(jīng)酸化可得乙酰水楊酸,A正確;B中乙酸乙酯與飽和Na2CO3溶液不互溶且密度不同,可用分液法分離;C中可用NaCl降低硬脂酸鈉的溶解度使其析出;D中BaSO4和BaCO3都不溶于水且BaSO4不溶于一般的酸,故不能用溶解過濾的方法除雜。答案D知識點一知識點二有機物的分離和提純的一般原則是:根據(jù)混合物中各成分的化學性質(zhì)和物理性質(zhì)的差異進行化學和物理處理,以達到處理和提純的目的,其中化學處理往往是為物理處理作準備,最后均要用物理方法進行分離和提純。如將有機物進行轉(zhuǎn)化,再通過分液(萃取)、蒸餾和洗氣等操作,將有機物進行分離。知識點一知識點二【針對訓練2】 某物質(zhì)中可能有甲酸、乙酸、甲醇和甲酸乙酯4種物質(zhì)中的一種或幾