实验报告,阿司匹林合成

实验报告,阿司匹林合成（共3篇）

实验报告,阿司匹林合成 篇1

7.2 阿司匹林的合成

教学目标：

1．学会设计用化学方法合成阿司匹林的实验方案设计及制备，能根据实验条件比较方案的优劣。

2．学会阿司匹林的制备方法。

情感目标：培养学生积极探究的精神和通过实验学习化学的方法。教学重点难点：实验方案的设计和实验步骤的确定。教学方法：实验探究法、对比法、讨论法。

实验原理：M=138.12 M=102.09 M=180.15 COOHOH＋(CH3COO)2OCOOHOOCCH3＋CH3COOH（酸催化）

利用阿斯匹林的钠盐溶于水来分离少量不溶性聚合物ρ(乙酐)=1.0820。

实验试剂：水杨酸2.00g(0.015mol)，乙酸酐5mL(0.053mol)[问题：两反应物的比例为何如此悬殊]，饱和NaHCO3(aq)4mol/L盐酸，浓流酸，冰块。实验仪器：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。教学过程：

阿斯匹林(乙酰水杨酸)是由水杨酸和乙酸酐合成的：在生成乙酰水杨酸的同时，水杨酸分子间也能发生缩合反应，生成少量聚合物（副产物）。

主反应：

副反应：

合成乙酰水杨酸的实验步骤如下：

① 向150 mL干燥锥形瓶中加入2 g水杨酸、5 mL乙酸酐和

5滴浓硫酸，振荡，待其溶解后，控制温度在85～90℃条件下反应5～10 min。然后冷却，即有乙酰水杨酸晶体析出。

② 减压过滤，用滤液淋洗锥形瓶，直至所有晶体被收集到布氏漏斗中。抽滤时用少量冷水洗涤晶体几次，继续抽滤，尽量将溶剂抽干。然后将粗产品转移至表面皿上，在空气中风干。③ 将粗产品置于100 mL烧杯中，搅拌并缓慢加入25 mL饱和碳酸氢钠溶液，加完后继续搅拌2～3分钟，直到没有二氧化碳气体产生为止。过滤，用5～10mL蒸馏水洗涤沉淀，合并滤液于烧杯中，不断搅拌，慢慢加入15 mL4 mol·L－1盐酸，将烧杯置于冷水中冷却，即有晶体析出。抽滤，用冷水洗涤晶体1～2次，再抽干水分，即得产品。请回答下列问题：

（1）第①步中，要控制反应温度在85～90℃，应采用________ 加热方法。用这种加热方法需要的玻璃仪器有______ _________（2）在第②步中，用冷水洗涤晶体，其目的是____ ___________。（3）第③步中，加入碳酸氢钠的作用是_________ ____________，加入盐酸的作用是_______ __。（4）如何检验产品中是否混有水杨酸？ _ _____。课题1答案：（1）除去铁屑表面的油污（2）Fe + 2Fe = 3Fe过滤。

（4）利用乙醇的挥发，除去晶体表面附着的水分。操作对比：

1、三个步骤中都含有加热的操作：

步骤1中：小火加热的目的是：升温，溶液碱性增强，去油污能力增强

步骤2中：水浴加热的优点是：受热均匀、便于控制温度；水浴加热是为了加速铁的溶解；

步骤3中：加热是为了蒸发溶剂，浓缩结晶。

思考：该实验中，要得到摩尔盐晶体，应加热到溶液表面出现晶膜时，停止加热。为什么不能蒸干？蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中；蒸干时晶体会受热分解或氧化。那么蒸发下列溶液呢？

①从CuSO4溶液得到胆矾晶体：加热到溶液表面出现晶膜时，停止加热。②从NaCl溶液得到NaCl固体：加热到大量晶体析出时，停止加热，用余热蒸干

2、三个步骤中都含有固液分离的操作：

步骤1中采用倾析法分离出铁屑，下列适合用倾析法的有： A、沉淀的颗粒较大 B、沉淀容易沉降 C、沉淀呈胶状 D、沉淀呈絮状

步骤2中溶液趁热过滤的原因是防止溶液冷却时，硫酸亚铁因析出而损失。步骤3中可以用如下装置进行过滤：

（1）这种过滤方式称为：减压过滤（也称抽滤或吸滤）

3＋

2＋

（3）加热蒸发、冷却结晶、（2）这种过滤跟普通过滤相比，除了过滤速度快外，还有一个优点是：得到较干燥的沉淀。（3）你能讲出仪器A、B、C的名称么？ 摩尔盐产品中离子的检验：

例：为检验硫酸亚铁铵晶体中的NH4、Fe、SO4，（1）甲同学提出可以用湿润的红色石蕊试纸、稀盐酸和Ba(OH)2溶液检验出这三种离子。（2）乙同学提出检验产品中的Fe、可以用KSCN溶液和另一种试剂氯水来检验，试简述操作和现象：先加KSCN溶液，无明显变化，再加氯水，溶液呈血红色。但是实际操作中，乙加入KSCN溶液后发现溶液变为浅红色，于是对自己提出的方法产生怀疑。丙同学仔细思考后认为，可以从另一现象证明产品中的Fe，该现象是：继续滴加氯水后，溶液的红色明显加深。

产品中Fe的定量分析：

（1）请完成滴定过程中发生的离子方程式： Fe ＋1 MnO4＋（8H）= 1 Mn ＋ 5 Fe ＋ 4 H2O（2）D。（3）酸式

（4）终点颜色的变化: 溶液由无色变为浅红色，半分钟内不褪色。（5）产品中Fe的质量分数为 14%。课题2答案：（1）水浴、酒精灯、烧杯、温度计；

（2）洗涤晶体表面附着的杂质、减少阿斯匹林因溶解而引起的损耗；

（3）使阿斯匹林转化为可溶性盐，而与不溶性的物质相互分离将阿斯匹林的可溶性盐重新转化为阿斯匹林，从而达到提纯的目的；

（4）向水中加入少量产品，然后滴加FeCl3溶液，若有紫色出现，说明产品中有水杨酸； 若无紫色出现，说明产品中不含水杨酸 2+2＋－+

2＋

3＋2＋

2+

2+

＋

2+

2－ 3

实验报告,阿司匹林合成 篇2

关键词：阿司匹林,硫酸氢钠,正交实验,优化

阿司匹林又名乙酰水杨酸, 其化学名称为2-乙酰氧基-苯甲酸, 是一种历史悠久的解热镇痛药, 诞生于1899年3月6日。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。最新研究表明还可用于防治多种癌症, 如乳腺癌、食管癌等[1]。传统的实验室合成方法是水杨酸和乙酸酐在浓硫酸催化下制备阿司匹林, 这种方法一度作为经典的合成方法应用于各大高校的教研教学工作。然而随着社会的发展, 全世界范围内对环保、能源等问题的逐渐重视, 针对化学工作提出了“绿色化学”的理念, 要求化学实验实现绿色、低耗能、无污染。传统的浓硫酸催化合成阿司匹林于此理念相悖而行。浓硫酸应用于实验不仅有潜在的危险性, 而且反应后的排放对设备、管道的腐蚀严重, 对水质、土壤的污染更为严重。本实验改进的是用硫酸氢钠代替了浓硫酸做催化剂, 而且本文通过设计正交实验找到了最理想的合成条件, 反应产率较文献[2]报道的更高。改进后的合成反应不仅在催化剂上可以回收重复使用, 而且反应更易控制, 产率更高, 应用于实验室教学更加理想。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

水杨酸、乙酸酐为分析纯, NaHSO4为化学纯试剂, 三氯化铁, 无水乙醇。分析天平, 冷凝管, 25mL双颈瓶, HJ-6型磁力搅拌电热套, 温度计, 减压抽滤装置。

1.2 实验方法

按一定比例将水杨酸、乙酸酐、硫酸氢钠投入双颈瓶中, 固定好冷凝管和温度计, 接入冷凝水, 开启磁力搅拌器, 水浴回流一定时间, 回收催化剂硫酸氢钠。充分自然冷却, 加入一定量蒸馏水, 转移至冰水浴, 充分析晶, 抽滤, 冷水洗涤2~3次, 得水杨酸粗品。三氯化铁检验后重结晶得到白色结晶产品, 干燥称重, 计算产率。

1.3 正交实验影响因素的选择

阿司匹林合成实验属于成酯反应, 反应原料配比对产率的影响较大, 所以选择水杨酸与乙酸酐物质的量之比 (水杨酸∶乙酸酐) 作为考察的主要因素之一。催化剂硫酸氢钠用量、反应时间及反应温度均会影响合成效果, 故把这3个因素也同时作为考察因素, 实验的影响因素和水平见表1。

2 结果与讨论

2.1 正交实验结果与讨论

本实验考察了4个影响因素和3个水平, 故选用4因素3水平9次试验的正交实验表, 记为L9 (34) , “L”是正交表的代号。正交实验设计及实验结果见表2。

表2中的R为各因素的极差, 即任何一列各水平下指标值的最大值与最小值之差, R越大, 说明该因素对实验指标的影响越大, 因此也就越重要。由极差分析结果可以看出, 以合成产率为考察指标, 4种因素对阿司匹林合成反应的影响程度依次为:原料配比 (A) >反应温度 (D) >催化剂用量 (B) ≥反应时间 (C) 。同时, 可以得到正交实验范围内的最佳合成条件为A1B3C3D2, 而正交实验中合成产率最高的条件为A1B3C3D3, 此条件下阿司匹林的合成产率为84.66%。

方差分析又称变异数分析或F检验, 是对多个水平平均数差异显著性检验的方法。F值是各因素的平均离差平方和与误差的平均离差平方和之比, 比值的大小反映了各因素对实验结果影响程度的大小。F值与临界值F 0比较, 若F>F0, 说明该因素对实验结果的影响显著, 两数差别越大, 说明该因素影响的显著性越大。P值即概率, 统计学根据显著性检验方法所得到的P值, 一般以P<0.05为显著, P<0.01为非常显著。由方差分析 (表3) 可得出:原料配比 (A) 、反应温度 (D) 、催化剂用量 (B) 对实验结果影响非常显著;因素C (反应时间) 在选定时间内对实验结果影响不显著。4因素对阿司匹林合成反应的影响程度依次为:原料配比 (A) >反应温度 (D) >催化剂用量 (B) >反应时间 (C) 。

注:F0.0 (2, 2) =99.00

2.2 验证实验与讨论

由方差分析所确定的最佳组合为A1B3C3D2。即水杨酸与乙酸酐物质的量比1∶l.5, 硫酸氢钠用量4.2%反应物总质量, 反应时间40min, 反应温度75~80℃。在此条件下重复3次, 进行实验验证, 结果见表4。

由表4可知, 按照最佳合成条件制备阿司匹林的平均合成产率为85.10%, 收率高且具有重复性, 并与第2号正交实验的结果 (84.66%) 接近, 验证了所选合成工艺参数的合理性。

3 结论

以硫酸氢钠为催化剂合成阿司匹林的最佳反应条件是:n (水杨酸) ∶n (乙酸酐) =1∶1.5, 即水杨酸2.5g, 乙酸酐2.6mL, 硫酸氢钠用量为反应物总量的4.2%, 反应温度75~80℃, 反应时间40min, 产率达85.10%。用硫酸氢钠代替传统的浓硫酸作催化剂, 催化剂可回收重复使用, 实现了化学实验的绿色化, 减少了酸性物质的排放, 减轻了对环境的污染, 真正达到了绿色、低耗、环保的要求, 符合当前绿色化学发展的方向。而实验的整合, 使得本实验成为一个综合性很好, 操作性很强的教学实验。

4 结语

笔者根据教学工作需要, 确定了4个影响因素, 即水杨酸与乙酸酐物质的量之比 (水杨酸∶乙酸酐) 、催化剂硫酸氢钠用量、反应时间及反应温度作为考察因素, 通过正交实验[3]的方法来探索这些因素对阿司匹林合成产量的影响, 从而确定一个比较好的合成工艺条件。正交实验是常用的安排实验的方法, 也是药学类专业本科生统计学课程的主要内容之一。在新工艺、新方法的研究中, 实验者为获得可靠的实验结果, 就必须进行实验设计与优化。正交实验设计是能够大幅度减少实验次数而又不会降低可信度的方法。这种方法有一系列可供选择的实验表, 实验者只需要找到对应需要的即可。正交实验法优化阿司匹林合成实验项目把学生放在应用统计学原理环境中进行化学实验教学, 让学生把所学统计方法, 在专业实验课程中进行拓展, 培养学生综合应用知识的能力。

参考文献

[1]任春晖, 高文革.阿司匹林的用途及进展[J].中华临床内科杂志, 2004, 12 (6) :1045-1046.

[2]翁文, 林德娟, 尤秀丽, 等.硫酸氢钠催化合成阿司匹林[J].应用化工, 2003, 32 (2) :15-16.

实验报告,阿司匹林合成 篇3

1 仪器与试药

1.1 仪器

DHG-9076A型电热恒温鼓风干燥箱(上海圣欣科学仪器有限公司),C-86型电热恒温水浴锅(广州越秀医疗器械厂),D7-500A电子天平(江苏常熟长青仪器仪表厂)。

1.2 试药

水杨酸(天津大茂化学试剂厂,批号:20070319)、乙酸酐(广州化学试剂厂,批号:20060601),无水乙醇(天津基准化学试剂厂,批号:20070510),维生素C(东北制药总厂,批号:04112232)。

2 方法与结果

2.1 实验方法

取水杨酸5 g,置于100 ml干燥的锥形瓶中,加入7.5 g醋酐及适量维生素C,置水浴锅内反应,到规定时间后取出,冷却至有结晶析出后加入75 ml蒸馏水,再冷却50 min,抽滤,固体用15 ml蒸馏水分3次洗涤,抽干,得阿司匹林粗品。将制得的粗品移至100 ml锥形瓶中,加无水乙醇18 ml,60℃水浴中加热溶解,然后倒入装有40 ml同温热蒸馏水的100 ml锥形瓶中,自然冷却120 min,过滤,固体用50%乙醇6 ml洗涤,50℃干燥1 h,得阿司匹林精品。

2.2 因素考察

2.2.1 时间因素考察

根据有关文献[5],首先将反应温度定为75℃,维生素C用量定为0.2 g,分别考察反应时间为10、20、30、40、50 min时的合成情况,结果见表1。由表1可知,当反应时间为40 min时收率最高。

2.2.2 温度因素考察

根据“2.2.1”项实验结果,确定反应时间为40 min,维生素C用量仍定为0.2 g,分别考察50、60、70、75、80℃下的合成情况,结果见表2。

2.2.3 催化剂因素考察

本试验重点考察催化剂的量对合成反应的影响,选择维生素C用量范围为0.1~0.3 g。另外,根据“2.2.2”项下实验结果,再进一步比较75℃及80℃的合成情况。调整部分工艺,如精制环节加无水乙醇量调整为15 ml,精品洗涤时50%乙醇用量改为4 ml等。为加快精品结晶析出,在静置60 min或90 min后如无结晶析出,则采取玻璃棒摩擦瓶壁或适当振摇等措施加以处理。结果见表3。

3 讨论

3.1 反应条件

在温度和催化剂量确定的情况下,反应时间在40 min时收率最高,反应时间过长、过短都会影响收率。

在温度考察的试验中,收率都较低,主要原因为以下几点:振摇不够导致反应不完全;重结晶过程缓慢;在抽滤洗涤时,因方法不当导致较多晶体溶解。另外,精制时加18 ml的乙醇量可能偏多。

催化剂考察试验数据表明,催化剂的量对收率有一定的影响。经过对合成工艺的部分调整,平均收率分别达44.0%和47.9%。另外,针对75℃及80℃温度的进一步考察结果证明,80℃组平均收率更高。

重结晶时部分样品需给予适当“刺激”(如摩擦瓶壁)才能顺利析出结晶,提示维生素C催化下合成阿司匹林的精制过程较缓慢。

3.2 实验待改进之处

本实验得出的维生素C催化阿司匹林合成的适宜条件是:维生素C用量为0.2 g,即为水杨酸原料量的4%,温度为80℃,反应时间为40 min。本次实验虽然确认了维生素C对阿司匹林合成的催化作用,但是工艺还存在一定不足,如反应时间较长、反应温度较高、能耗较大、精制过程中不容易析晶等。此外,实验的工艺条件及所得到产品的收率均与文献[8]有较大差距,上述问题有待于在今后的研究中进一步探讨。

摘要：目的:以维生素C为催化剂、水杨酸为原料、醋酐为酰化剂,合成阿司匹林。方法:采用乙酰化法合成。结果:初步确定了合成条件,温度为80℃,反应时间为40min,维生素C用量为0.2g,收率为56.8%。结论:本方法可行,合成条件需进一步完善。

关键词：维生素C,合成条件,阿司匹林,研究

参考文献

[1]杜娜.阿司匹林的催化合成研究[J].石家庄职业技术学院学报,2003,15(5):5-6.

[2]孟兆裕.阿司匹林的催化合成及应用研究进展[J].医药化工,2006,(5):21-25.

[3]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,2005,28(3):76-78.

[4]张宝华,史兰香,牟微,等.阿司匹林制备研究进展[J].河北工业科技,2008,25(2):119-121.

[5]周秀龙.阿司匹林催化合成研究[J].贵州化工,2008,33(4):18-19.

[6]隆金桥,周秀龙,黄阿琨.草酸催化合成阿司匹林的研究[J].百色学院学报,2007,20(6):76-78.

[7]原方圆,邵红兵,董丽花.碘催化合成乙酰水杨酸[J].研发前沿,2008,16(10):26-28.