阿司匹林2014(实验室版实验报告)

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1、阿司匹林合成摘要通过该项实验，可以使同学们掌握有机物质分离提纯的方法，了解乙酰水杨酸的化学性质。乙酰水杨酸俗名阿司匹林，又称醋柳酸，是 一种非甾体抗炎药，在医疗上具有广泛应用，分子量180.16，白色针状或板状结晶，或结晶性粉末。无臭，微带酸味，微溶于水，溶于乙 醇、乙醚、氯仿，也溶于和分解于碱溶液。阿司匹林的合成方法有多 种，本论文中实验的阿司匹林由水杨酸和醋酐作用制得，用K2CO3作催化剂，实验结果与其他的合成方法作对比，讨论得出结论，帮助 理解。关键词：阿司匹林老药新用合成刖言阿司匹林是历史悠久的解热镇痛药，它诞生于1899年3月6日。早在1853年夏尔，弗雷德里克热拉尔（Gerhard

2、t）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年德国化学家费霍夫曼又进行了合成，并为他付清治疗风湿关节炎，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。 在体内具 有抗血栓的作用，它能抑制血小板的释放反应， 抑制血小板的聚集，这与TXA2生成的减少有 关，临床上用于预防心脑血管疾病的发作。阿司匹林于1898年上市，近年来发现它还具有抗血小板凝聚的作 用，于是重新引起了人们的极大的兴趣。

3、 将阿司匹林及其他水杨酸衍 生物与聚乙烯醇、醋酸纤维素等含羟基聚合物进行熔融酯化，使其高 分子化，所的产物的抗炎性和解热止痛性比游离的阿司匹林更为长 效。本药临床可用于下列情况：镇痛、解热消炎、抗风湿关节炎抗血栓皮肤粘膜淋巴结综合症（川崎症）大量的临床试验显示，对大部分病人来说，包括慢性稳定性或不稳 定心绞痛患者，阿司匹林75mg/日可有效降低发生急性心肌梗死和死 亡的危险。这一剂量也可降低一过性脑缺血发作患者脑卒中和死亡的 发生率。下列情况应禁用： 有出血症状的溃疡病或其他活动性出血时； 溃疡病或腐蚀性胃炎； 葡萄糖6磷酸脱氢酶缺陷者；痛风；肝功能减退是可加重肝脏毒性反应， 加重出血倾向，肝

4、功能不全 和肝硬变患者易出现肾脏不良反应； 心功能不全或高血压，大量用药时可能引起心力衰竭或肺水肿； 肾功能衰竭时可有加重肾脏毒性的危险。下列情况时应慎用：有哮喘及其他过敏性反应时阿司匹林的合成方法有多种： 酸催化合成：目前主要用水杨酸和乙酸酐或乙酰氯在硫酸催化下 经酰化制备阿司匹林，硫酸催化法虽然是经典方法，工艺成熟，但是 产品收率不高，一般在65%67%,副反应多。 以酸活化膨润土催化田：膨润土 (be nto nite)是以蒙脱石为主要矿 物成分的非金属矿产资源，其结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八 面体组成的2： 1型晶体结构。在蒙脱石晶胞形成的层状结构问存在 Ca2+、Mg2+等阳离

5、子。另外认为，Ca2+、Mg2+等阳离子与蒙脱石 晶胞问仅存在静电作用，很不牢固，易被其它阳离子所交换。通过盐 酸酸化制得了酸化膨润土 ；并以此为催化剂催化合成了阿司匹林。3硫酸氢钠催化：采用固体酸催化合成也是合成阿司匹林的一条出 路，漳州师范学院的翁文、林德娟、尤秀丽和颜少明用硫酸氢钠催化 合成乙酸 怜-萘酯，效果理想。3维生素C催化：维生素 C(Vitamin C, ascorbic acid，抗坏血酸) 是一内酯，对化学试剂具有广泛的反应性能，湛江海洋大学应化系的 陈洪、黄思庆和吉安市吉州区项目办的龙翔利用维生素C催化水杨酸与乙酸酐合成阿司匹林，维生素 C催化合成阿司匹林，该工艺鲜 见报

6、道。3对甲苯磺酸催化：对甲苯磺酸是一种固体有机酸， 延安大学化学 化工学院和化学反应工程省级重点实验室的李继忠采用对甲苯磺酸 作催化剂，对阿司匹林的合成进行研究，实验结果表明对甲苯磺酸具 有催化活性高，选择性好，操作方便，污染少等显著优点。3微波辐射法：微波辐射是近来人们开发的新的有机合成方法之 一，已引起化学工作者的广泛兴趣。 西南农业大学荣昌校区基础部的 杨新斌、钟国清和曾仁权以硫酸氢钠为催化剂微波辐射合成阿司匹 林，获得了较好的产率。实验部分实验原理：水杨酸是一种具有双官能团的化合物，一个是酚羟基，一个是羧基。 能进行两种不同的酯化反应，而且还可以形成分子内氢键，阻碍酰化 和酯化反应的发

7、生。当与乙酸酐反应时，可以得到乙酰水杨酸，即阿 司匹林；如与过量的甲醇反应，生成水杨酸甲酯，它是第一个作为冬 青树的香味成分被发现的，因此通称为冬青油。将水杨酸与乙酐进行酰化反应，水杨酸分子中酚羟基上的氢原子被乙酰基取代而制得。 在生成乙酰水杨酸的同时，水杨酸分子间可以发生缩合生成少量聚合物，反应温度不可过高，以减少聚合物的生成 为加快乙酰化反应的进行，常加入少量浓硫酸作为催化剂。反应如下：COOHCOOH+ (CH3CO)2。 + CH3COOH+OHOOCCH3在生成乙酰水杨酸的同时，水杨酸分子之间可以发生缩合反应，生成少量聚合物，副反应:OH cCOOHOCOCH3COOHOCOCJij

8、 8 尊二醛口疑酰啊厉韻Si乙酰水杨酸能与碳酸氢钠反应生成水溶性钠盐，而副产物聚合物不能溶于碳酸氢钠，这种性质上的差别可用于阿斯匹林的纯化可能存在于最终产物中的杂质是水杨酸本身，这是由于乙酰化反应不完全或由于产物在分离步骤中发生水解造成的。它可以在各步纯化过程和产物的重结晶过程中被除去。 与大多数酚类化合物一样，水杨 酸可与三氯化铁形成深色络和物； 阿斯匹林因酚羟基已被酰化，不再 与三氯化铁发生颜色反应，因此杂质很容易被检出。2.1实验仪器药品实验仪器：锥形瓶、玻璃棒、大烧、温度计、烧杯、量筒、 布氏漏斗、抽滤瓶、表面皿实验药品：水杨酸 2.76g（0.02mol）乙酐8ml （0.08mol

9、）碳酸钾0.4g18%盐酸20ml10%碳酸氢钠溶液40ml冰水主要物理常数:名称分子颜色mpbpDnD溶解度质量晶型H2Or乙醇乙醚水杨酸138.12白色针状 晶体或毛 状结晶性 粉末211(2.66Kpa)1591.44slvsvs乙酸酐102.09无色液体139-731.081.3904svss乙酸乙酯88.11有果子香 气的无色 可燃性液 体。77.1-83.60.8941.3723slvsvs乙酰水杨酸180.16白色结晶 性粉末134-1361.35slvs52022实验装置2.3实验步骤A、在50mL锥形瓶中加入8mL (0.08mol)乙酸酐，2.76g水杨酸 (7mmol)和

10、0.4GK2CO3，摇动锥形瓶使水杨酸全部溶解B、水浴8590C左右加热10minC、稍微冷却加入50mL冷水中，继续用冰水冷却，使结晶完全析 出D、抽滤，并用冰水洗涤结晶两次，滤干E、所得粗产物转移到烧杯中，加入 40mL饱和碳酸氢钠溶液，搅 拌至无CO2气泡产生F、抽滤，滤液倒入盛有酸液(20mL 18%HCI+2.5mL水)的10mL 烧杯中，搅拌用冰水冷却结晶G、抽滤并用少量水洗涤结晶，干燥，称重3、结果与讨论3.1实验结果，产率以碳酸钾作为催化剂制得产物乙酰水杨酸2.034g,产率56.45%简单计算过程如下：COOH+ (CH3CO)2OOHH+COOH+ ch3coohOOCCH

11、 31mol1mol0.02mol0.0113mol实验制得乙酰水杨酸的物质的量 n=m/M=2,034/180.16=0.0113mol百分产率 3 %=2.034/ (180.16*0.02) *100%=56.45%3.2实验讨论综合以上实验及其他小组的实验结果，得出如下图所示数据：催第一第二第三第四第五第六第七第八第九第十第十第十化组组组组组组组组组组一组二组剂浓0.0320.8570.6270.6500.6902.3002.1761.3021.5562.7050.9002.216硫gggggggggggg酸0.8923.7817.4018.0419.1527.1060.3936.13

12、56.3836.9924.9861.50%浓1.7651.6370.8161.4220.5492.2170.5261.2181.850磷ggggggggg酸48.9845.4322.6539.4615.2461.5314.6044.1351.34%吡1.7091.3001.7441.349啶gggg47.4336.0848.4037.44%碳2.0342.28g2.067酸g63.28g钾56.45%57.37%醋1.4751.8402.21g酸gg61.39钠40.9450.85%对比可知，使用的催化剂中，碳酸钾的催化效果最好，产率均达到 了 50%，浓硫酸的催化效果较差。注意事项：1、乙酸

13、酐应是新蒸的，且具有腐蚀性，使用时需谨慎2、乙酰水杨酸与碳酸氢钠反应生成水溶性钠盐，副产物聚合物不 能溶于碳酸氢钠水溶液3、乙酰水杨酸受热易分解，反应时要严格控制好温度4、采用水浴加热，保持反应温度在 80 C左右5、反应液倒入冷水中时，务必在充分搅拌下缓慢加入6、 产物中酸化时由直接倒入酸溶液改为分次加18%的盐酸，直至 不再产生沉淀。实验结果产率低于理论产率，其原因可能为：1、称量、溶解药品时存在误差2、水解乙酸酐时温度过低，使水解不充分，或温度过高，损失部分产物3、加入冷水冷却时没有等待结晶完全析出就开始抽滤4、转移产物过程中损失较多产物5、结论从实验中可以得出，不同的催化剂催化效果有所不同，其中，K2CO3的催化作用最好参考文献：1、李敏谊主编.有机化学实验.中国医药科技出版社，2007.32、丁健桦，郝丽，乐长高，等，阿司匹林的合成条件研究【J】东华理工学院学报(自然科学版)，2005.28 (1): 76-783、第二军医大学药学院编实用药物手册.第十章2003.4.