阿司匹林的合成思考題及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

附件3-2

阿司匹林的合成

（）

第一部分實(shí)驗(yàn)前討論題

A組

阿斯匹林作為解熱鎮(zhèn)痛藥是如何發(fā)現(xiàn)的再舉例一個(gè)自然是人類的寶庫的例子。

白柳葉子中的水楊酸具有解熱鎮(zhèn)痛作用，為什么還要改造成乙酰水楊酸（阿司匹林）寫出

反應(yīng)式。

為什么要使用醋酐代替醋酸

阿司匹林的藥片是純阿司匹林嗎添加了什么為什么要添加這些物質(zhì)

阿司匹林的作用機(jī)理是什么你認(rèn)為如何開發(fā)新的止痛藥物

B組

阿斯匹林提純的方法和原理是什么

紅外光譜鑒定物質(zhì)結(jié)構(gòu)的原理是什么討論乙酰水楊酸的紅外光譜圖。

鑒別物質(zhì)結(jié)構(gòu)還有什么方法，至少討論一種方法

減壓過濾作用機(jī)理，和普通過濾相比有什么優(yōu)點(diǎn)從實(shí)驗(yàn)步驟中可以看出阿司匹林的溶解度

和溫度的關(guān)系。

藥物的服藥時(shí)間是如何確定的（討論一級(jí)反應(yīng)的速率問題）

第二部分實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

．學(xué)習(xí)酯化反應(yīng)的基本原理

．學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的有機(jī)合成及抽濾操作。

二、實(shí)驗(yàn)原理

阿斯匹林是一種止痛、退熱和抗炎藥。早在18世紀(jì)，人們就已經(jīng)從柳樹皮中提取了水

楊酸，并發(fā)現(xiàn)它的作用，不過它對(duì)人的腸胃刺激作用很大。后來，人們發(fā)現(xiàn)了其中的有效成

分為水楊酸，并成功地合成出了替代水楊酸的有效藥物——乙酰水楊酸，并用它與添加劑配合制造了效果更好的藥物阿司匹林。

通過醋酸中白^竣基（一COOH與水楊酸中的羥基（一OH發(fā)生酯化反應(yīng)就可制得阿斯匹

林中的有效成分乙酰水楊酸:

COOH

O

II

CH3C-OH

OH

+H2O

由于酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng),

故以上反應(yīng)中所得的乙酰水楊酸產(chǎn)率不高。 在實(shí)驗(yàn)中若以醋

酎代替醋酸，醋酎將與酯化反應(yīng)的產(chǎn)物水作用生成醋酸,

從而促進(jìn)酯化反應(yīng)向右進(jìn)行，使產(chǎn)

率提高。另外，加入濃磷酸作催化劑可以加快反應(yīng).

COOH

OH

OIICH3c

O/CH3cII

O

H

COOH

O-CCH3

II

O

O

II

CH3C—OH

乙酰水楊酸常溫下為固體，微溶于水，可以通過結(jié)晶法分離出來。但是在生成乙酰水楊

酸的同時(shí)，也生成少量的聚合物副產(chǎn)物。乙酰水楊酸與碳酸氫鈉反應(yīng)生成可溶性鈉鹽，而副

產(chǎn)物聚合物不溶于碳酸氫鈉，這種性質(zhì)上的差別可用于純化乙酰水楊酸。

沒有發(fā)生反應(yīng)的水楊酸，可以在純化和重結(jié)晶過程中除去。水楊酸可與FeCl3反應(yīng)生成

深色配位化合物；而乙酰水楊酸的酚羥基已被酰化，不再與FeCl3發(fā)生反應(yīng)，這種性質(zhì)上的

差別可用于鑒定水楊酸雜質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)中采用冰醋酸和水樣酸作為反應(yīng)原料。

三、實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

儀器:250cm3錐形瓶（烘干），10cm3量筒（烘干），布氏漏斗，吸濾瓶，水泵，水

浴鍋，溫度計(jì)

試劑：水楊酸，冰醋酸，85%磷酸，飽和NaHC3?,M鹽酸，1%FeCl3溶液

四、實(shí)驗(yàn)步驟

.阿司匹林的制備

取250cmi干燥錐形瓶一只，先后加入水楊酸，醋酎，再加入5滴85%B酸作催化劑。將

錐形瓶放在75c左右的水浴鍋內(nèi)加熱，并用玻璃棒不斷攪拌錐形瓶中的液體，保持該溫度

15min,使反應(yīng)進(jìn)行得完全。加入2cm3水，在75c左右的水浴鍋內(nèi)加熱20min,以除去剩余

醋酸。

當(dāng)乙酸蒸汽停止放出后，將錐形瓶從水浴中取出，加入20cm3水，冷卻后即有結(jié)晶生

成，把錐形瓶放在冰水中以加速結(jié)晶。如果不結(jié)晶，可用玻棒磨擦錐形瓶的內(nèi)壁并將錐形瓶

置于冰浴中冷卻以使結(jié)晶產(chǎn)生。待結(jié)晶完全后減壓過濾，濾渣即為粗產(chǎn)品。待濾液抽干時(shí)減

慢抽濾速度，將5cm3經(jīng)冰浴冷卻過的去離子水均勻地倒在晶體上，洗滌晶體，如此重復(fù)幾

次，繼續(xù)抽吸將溶劑盡量抽干。然后將粗產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到表面皿上風(fēng)干。

2．阿司匹林的提純

將粗產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到100cm3燒杯中，在攪拌下慢慢加入25cm3飽和碳酸鈉溶液，繼續(xù)攪拌

幾分鐘，直至無二氧化碳?xì)馀萆伞p壓過濾，副產(chǎn)物聚合物應(yīng)被濾出，用5?10cm3水沖

3

洗漏斗，合并濾減，倒入燒杯中，在攪拌下慢慢加入約15cmHCl溶椒至pH<2,即有乙酰水

楊酸沉淀析出。將燒杯置于冰浴中冷卻，使結(jié)晶完全。減壓過濾，盡量抽去濾液，再用冷水

洗滌2?3次，抽干水分。將晶體轉(zhuǎn)移到表面皿上晾干，稱重。

3．阿司匹林的檢驗(yàn)與紅外光譜分析

取幾粒晶粒加入盛有5cm3水的試管中，加入1?2滴1%FeCl3溶液，觀察有無顏色反

應(yīng)。

取少許干燥后的晶體進(jìn)行紅外光譜分析。

五、思考題

1．三次抽濾操作中，目標(biāo)產(chǎn)物分別在濾紙上還是在濾液中為什么

2．如果有人在合成中使用水楊酸和過量冰醋酸，產(chǎn)物有多少

3．乙?；磻?yīng)中使用的濃磷酸有什么作用

六、注意事項(xiàng)

冰醋酸和磷酸具有腐蝕性，如不慎濺在手上，可用大量水沖洗后，再用肥皂和水充分洗

滌。

實(shí)驗(yàn)導(dǎo)讀阿司匹林

阿司匹林乃是現(xiàn)代生活中最大眾化的萬應(yīng)藥（治百病的藥）之一，

而且，盡管它的奇妙

雖然至今仍

歷史開始于200年之前，關(guān)于這個(gè)不可思議的藥物我們?nèi)杂性S多東西需要研究。

然無人確切知道它究竟怎樣或?yàn)槭裁磿?huì)起作用，美國每年消耗的阿司匹林量卻在二千萬磅以

上。

阿司匹林的歷史開始于1763年6月2日，當(dāng)時(shí)一位名叫EdwardStone的牧師在倫敦皇

家學(xué)會(huì)宣讀一篇論文，題為“關(guān)于柳樹皮治愈寒顫病成功的報(bào)告”。Stone所指的寒顫病實(shí)

為現(xiàn)在所稱的瘧疾，但他用“治愈”這兩個(gè)字則是樂觀主義的，他的柳樹皮提取物真正所起

的作用是減緩這種疾病的發(fā)燒癥狀。近一個(gè)世紀(jì)以后，一位蘇格蘭醫(yī)生想證實(shí)這種柳樹皮提

取物是否也能緩和急性風(fēng)濕病，最終，發(fā)現(xiàn)這種提取物是一種強(qiáng)效的止痛、退熱和抗炎（消

腫）藥。而后，從事研究柳樹皮提取物和繡線菊屬植物的花（它含同樣的要素）的有機(jī)化學(xué)

家分離和鑒定了其中的活性成分，稱之為水楊酸（SalicylicAcid）。隨后，此化合物便能

用化學(xué)方法大規(guī)模生產(chǎn)以供醫(yī)學(xué)上的使用。但是，由于水楊酸呈酸性，嚴(yán)重刺激口腔、食道

和胃壁的粘膜，因而人們開始嘗試改用酸性較小的鈉鹽（水楊酸鈉）。但是，盡管水楊酸鈉

的刺激性小些，卻有令人極為不愉快的甜味，以致大多數(shù)病人不愿服用它。直到接近十九世

紀(jì)初期（1893年）才出現(xiàn)一個(gè)突破，當(dāng)時(shí)在拜耳（Bayer）公司德國分行工作的化學(xué)師Felix

Hoffmann發(fā)明了一條實(shí)際可行的合成乙酰水楊酸的路線。乙酰水楊酸被證明具有與水楊酸

鈉相同的所有醫(yī)學(xué)上的性質(zhì)，但沒有令人不愉快的味道和對(duì)粘膜的高度刺激性。拜耳公司德

國分行遂把它的這個(gè)新產(chǎn)品稱為阿司匹林（Aspirin）,這個(gè)名稱是從A（指Acetyl,即乙

?；┖妥指鵶pit（繡線菊屬植物的拉丁文名spirea）導(dǎo)出的。

目前使用的許多藥品都有與阿司匹林的類似的來歷。許多醫(yī)藥品開始時(shí)都以植物的粗提

取物或民間藥物出現(xiàn)，然后由化學(xué)家分離出其中的活性成分，測(cè)定其結(jié)構(gòu)并加以改良，結(jié)果

才成為比原來更好的藥物。

阿司匹林的作用方式在最近幾年才逐漸得到闡明，一組嶄新的叫做前列腺素的化合物已

被證明與身體的免疫反應(yīng)有關(guān)聯(lián)。當(dāng)身體功能的正常運(yùn)行受到外來物質(zhì)或受到不習(xí)慣的刺激

時(shí)，會(huì)激發(fā)前列腺素的合成。這類物質(zhì)與范圍廣泛的生理過程有關(guān)聯(lián)，并被認(rèn)為是引起疼痛、

發(fā)燒和局部發(fā)炎的原因。最近，已經(jīng)證實(shí)阿司匹林能阻礙體內(nèi)合成前列腺素，因而能減弱身

體的免疫反應(yīng)（也就是一些讓你知道什么地方出了毛病的反應(yīng)）的癥狀（發(fā)燒、疼痛、發(fā)炎）。

更為驚人的發(fā)現(xiàn)是，前列腺素能引起子宮平滑肌的收縮，從而導(dǎo)致流產(chǎn)。事實(shí)上，根據(jù)某一

假設(shè)，IUD(控制生育的子宮內(nèi)避孕器)是由于避孕器使子宮膜受到微弱刺激，激起局部連續(xù)不斷地合成前列腺素而奏效的。前列腺素的產(chǎn)生還能阻止排卵，因此可以避免懷孕。此處

提到的阿司匹林和前列腺素之間的聯(lián)系，不免使人懷疑經(jīng)常服用阿司匹林的婦女也許不應(yīng)再

信任IUD這種避孕法了。然而直到目前，還沒有發(fā)現(xiàn)服用阿司匹林和IUD失敗之間的肯定的

聯(lián)系。

阿司匹林藥片通常由乙酰水楊酸與少量淀粉混合并壓緊而制成。淀粉的作用在于使其粘

合成片。阿司匹林藥片中通常含有一種