乙酰水杨酸的制备

乙酰水杨酸的制备一、实验目的1.能运用已学知识查阅相关资料及工具书，熟悉实验原理。2能独立设计实验方案（包括实验方法、主要仪器及试剂、主要实验步骤及实验装置图等）。3. 了解乙酰水杨酸制备的反应原理和实验方法。4. 通过乙酰水杨酸制备实验，初步熟悉有机化合物的分离、提纯等方法。5. 巩固称量、溶解、加热、结晶、洗涤、重结晶等基本操作。二、实验原理将水杨酸与乙酐作用，通过乙酰化反应，使水杨酸分子中酚羟基上的氢原子被乙酰基取代生成乙酰水杨酸。加入少量浓硫酸作催化剂,其作用是破坏水杨酸分子中羧基与酚羟基间形成的氢键，从而使酰化反应容易完成。水杨酸分子中含羟基（一OH）、羧基（一COOH），具有双官能团。本实验采用以强酸为硫酸为催化剂，以乙酐为乙酰化试剂，与水杨酸的酚羟基发生酰化作用形成酯。反应如下：M=102.09M=180.15M=138.12M=60.05COOH+(CH3COO)2OCOOH浓晞酸oocch3+CH3COQH反应原理:副反应：2OOHOHOOH+OCOCHoOH+屯0COOHOOOOCOCHOHOHHOO乙酰水杨酸能溶于碳酸氢钠水溶液，而副产物不能溶于碳酸氢钠水溶液，这种性质上的差别可用于阿司匹林的纯化。可能存在于最终产物中的杂质可能是水杨酸本身，这是由于乙酰化反应不完全或由于产物在分离步骤中发上水解造成的。它可以在各步纯化过程中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配合物；阿司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。本实验用FeCI3检查产品的纯度J此外还可采用测定熔点的方法检测纯度。杂质中有未反应完酚羟基，遇FeCl3呈紫蓝色。如果在产品中加入一定量的FeCl3，无颜色变化，则认为纯度基本达到要求。二、实验药品与仪器药品：水杨酸5.00g(0.036mol)，乙酸酐8.64g(8mL，0.08mol)，饱和NaHC03(aq),4mol/L盐酸浓流酸，水块蒸馏水,1%FeCI3。仪器：150mL锥形瓶,5mL吸量管(干燥，附洗耳球),100mL、250mL、500mL烧杯各一只，加热器，橡胶塞，温度计，玻棒，布氏漏斗，表面皿，药匙，50mL量筒，烘箱。四、实验步骤及注意事项实验步骤实验注意事项、实验改进一.乙酰水杨酸制备(1) 称取水杨酸5g于锥形(150mL);在通风条件下用吸量管取乙酸酐8mL，加入锥形瓶，滴入10滴浓流酸，摇动使固体全部溶解，盖上带玻璃管的胶塞，在事先预热的水浴中加热约510min水浴装置500mL烧杯中加100mL水、沸石，用温度计控制85°C-90弋。(2) 取出锥形瓶，将液体转移至250mL烧杯并冷却至室温(可能会没有晶析出)。加入50mL水，同时剧烈搅拌；冰水中冷却15min,晶体完全析出。(3)抽滤。冷水洗涤几次,尽量抽干,时间5min(1) 若用3mL可减少副反应发生,易于晶体析出,提咼产率。n(水杨酸):n(乙酸酐)=1:23较为合适。浓硫酸作用在于破坏水杨酸分子内氢键,降低反应温度(150C-160C)到85C90°C发生，避免高温副反应发生,提高产品纯度、产率。浓硫酸用量要控制(V<0.2mL)附乙酰水杨酸分解温度：126C-135C水杨酸与乙酐混合后没有及时加硫酸并加热，会发生较多副反应。(2) 该步搅拌要激烈，否则会析出块状物体，影响后续实验。(3) 准备干燥、干净的抽滤瓶，用母液洗烧杯一至次,尽量将固体都转移至漏斗。二乙酰水杨酸提纯粗产品置于100mL烧杯中缓慢加入25ml饱和NaHCO3溶液，产生大量气体，固体大部分溶解。至无气体产生。（2）用干净的抽滤瓶抽滤，用5-10mL水洗（可先转移溶液，后洗）。将滤液和洗涤液合并并转移至100mL烧杯中，缓缓加入15mL4mol/L的盐酸。边加边搅拌，有大量气泡产生。（3）用冰水冷却20min后抽滤，2-3mL冷水洗涤几次，抽干。干燥。称量。（1）饱和NaHCO3溶液溶解乙酰水杨酸，不溶解水杨酸聚合物，以此提纯乙酰水杨酸。（2）加入盐酸要滴加，加入过快会导致析出过大的晶粒影响干燥。（3）干燥步骤未取得较好方法，烘箱中80°C干燥20min。产品秤量：理论：6.52g，产率：（4）为增加水杨酸和乙酰水杨酸在水中溶解度,可加入乙醇少许。（4）产品纯度检验：取几粒结晶，加5mL水，滴加1%FeCl3溶液。检验纯度。路线图：名称分子量m.p.或b.p.水醇醚水杨酸138158(s)微易易醋酐102.09139.35(1)易溶乙酰水杨酸180.17135(s)溶、热溶微注释：1、参考数据2、注意事项1）、实验在通风橱中进行，因为乙酸酐具有强烈刺激性，并注意不要粘在皮肤上。2）、仪器要全部干燥，药品也要实现经干燥处理。3）、醋酐要使用新蒸馏的，收集139140弋的馏分。长时间放置的乙酸酐遇空气中的水，容易分解成乙酸。4）、要按照书上的顺序加样。否则，如果先加水杨酸和浓硫酸，水杨酸就会被氧化。5）、水杨酸和乙酸酐最好的比例为1：2或1：36）、本实验中要注意控制好温度（85-90。0,否则温度过高将增加副产物的生成，如水杨酰水杨酸、乙酰水杨酰水杨酸、乙酰水杨酸酐等。7）、将反应液转移到水中时，要充分搅拌，将大的固体颗粒搅碎，以防重结晶时不易溶解。8）、抽滤后洗涤用水要少。五、数据记录和处理记录计算理论质量/g实际质量/g产率/%乙酰水杨酸说明：产率=（实际产量/理论产量）*100%，本实验中乙酸酐过量，计算产率应以水杨酸为基准。六、实验讨论与思考乙酰水杨酸微溶与水，用水洗涤时水过多，少量产物溶解，影响产率。加入盐酸酸化时，盐酸加入过量，影响产率。思考题1：为什么使用新蒸馏的乙酸酐？思考题2：加入浓硫酸的目的是什么？思考题3:为什么控制反应温度在70弋左右?思考题4：怎样洗涤产品？