硫酸氢钠催化合成阿司匹林的研究

硫酸氢钠催化合成阿司匹林的研究X
肖新荣1,刘传湘1,汪敏1,陈蒙慈2
(11南华大学化学化工学院,湖南衡阳,421001;21湖南海利工程咨询设计有限公司,湖南长沙,410007)摘要:用一水硫酸氢钠为催化剂由水杨酸与乙酐酯化合成阿司匹林。

研究了酯化反应的优化条件,结果表明:硫酸氢钠与浓硫酸催化合成阿司匹林的催化效果相当,但操作安全,极少有碳酸氢钠的不溶副产物产生,产品呈纯白结晶,且硫酸氢钠难溶于有机溶剂,易于分离回收,可重复使用。

关键词:阿司匹林;硫酸氢钠;催化;合成
中图分类号:文献标识码:文章编号:1009-9212(2002)06-0042-02
阿司匹林(2-乙酰氧基苯甲酸)是一种常用的降热镇痛药,近年来的研究表明:阿司匹林能有效防治动脉梗塞,抑制血小板聚集,在防治心血管疾病方面有较好的疗效。

服用阿司匹林还能使胆道再次结石的可能性减少50%,使人患白内障的可能性减少70%,对防治乳腺癌、肺癌、皮肤癌也有较好的功效[1]。

因此,随着社会发展人们对阿司匹林的需求量日益增加。

传统的阿司匹林的合成方法是用乙酸酐与水杨酸在浓硫酸的催化下合成,但是,浓硫酸对设备腐蚀性较大,在使用过程中较为危险,废酸液对环境产生污染。

近年研究表明许多超强固体酸、杂多酸对酯的合成有较好的催化作用[2~3],但是制备过程较为复杂,需要专用设备。

笔者选择一水硫酸氢钠催化合成阿司匹林并研究了优化反应条件。

此类研究,国内文献未见报导。

1实验部分
111仪器与试剂
所用仪器为红外光谱仪、97-1型电磁搅拌器、三颈瓶等常规玻璃仪器;所用试剂水杨酸、乙酸酐为分析纯,NaHSO4#H2O为化学纯试剂。

112阿司匹林的合成与提纯
在三颈瓶中加入一定量的水杨酸、乙酸酐、硫酸氢钠,装好温度计和回流管,开动电磁搅拌器,水浴回流一定时间,冷却,加入一定量的水,室温较高时可将混合物置于冰水中冷却并停留一定时间,使结晶完全,用布氏漏斗抽滤析出产品,用少量水洗涤多次,抽干得粗产品,重结晶后可得纯白色结晶产品,真空干燥,称重计算产率。

113产品分析
用b型管测定熔点为134~135e,IR(KBr) vcm-12500~3200(OH),1720(酯C=O),1695(羧酸C=O),1615,1580,1485(C=C),1205,1190(酸和酯C-O)760(苯环邻取代)与5药品红外光谱集6标准图谱比较,可确定所合成化合物为阿司匹林。

2结果与讨论
211硫酸氢钠与硫酸的催化性能比较
以1318g水杨酸与20m l乙酸酐在82e的反应40min;催化剂浓硫酸用量1ml,一水硫酸氢钠用量115g,分别按上述方法反应其结果见表1。

表1硫酸氢钠的催化性能比较
催化剂产率不溶物重复催化性能催化剂副作用无63---
H2SO48611%713%不能重复使用强氧化性NaHSO4#H2O8617%0158%可重复使用无氧化性
结合表1及多次实验结果表明:
¹硫酸氢钠能较好催化水杨酸与乙酐的酯化反应,其产率比同条件下浓硫酸催化酯化的产率稍高,可能是浓硫酸作催化剂时产生较多的碳酸氢钠不溶副产物所致;
º由于硫酸氢钠难溶于有机溶剂,酯化反应时要求充分搅拌,而其晶体对阿司匹林结晶有诱导作用而加快产物结晶速度,因此,反应完之后冷却,产物便迅速结晶;
»浓硫酸由于其强氧化性和强吸水性,操作条件要求严格,在反应加入浓硫酸时要严格控制加入
第32卷第6期2002年12月
精细化工中间体
FINE CH EM ICAL INTERMEDIATES
Vol.32No.6
December2002
X作者简介:肖新荣(1963-),男,湖南衡东人,副教授,主要从事精细化工、药物合成及分子药理学方面的研究。

收稿日期:2002-08-23
速度,否则会导致反应物炭化而产生低分子有机杂质,在粗产品干燥时,浓硫酸的强氧化性有时会导致部分产品氧化,这些都是产品成色不好的原因,而硫酸氢钠性质稳定,操作安全,其催化所得产品纯白,质量稳定;
¼反应后硫酸氢钠仍呈晶体状,热过滤回收重复使用2次,其催化效果没有明显变化。

212反应时间对产率的影响
反应物试剂用量与211相当,水浴温度为82e,改变反应时间,测定不同反应时间的产率,结果如下:
反应时间(min)102030405060产率(%)6577168614861787108712
由以上结果可见,随着反应时间的增加,反应产率增大,但反应时间超过30m in后产率增加有限,实验选择40min的反应时间为宜。

213反应温度对产率的影响
反应试剂用量同211,反应时间为40min,改变反应温度,结果如下:
反应温度(e)30405060708090产率(%)4815541362147215831586128710
由结果可见,随着反应温度增加,反应的产率增大,在80e以下反应产率随反应温度增加较快,但在80e以上随反应温度增加反应产率变化不显著,反应温度过高可能会引起产物分解,故反应温度控制在80~90e之间。

214反应物摩尔比对反应产率的影响
用115g硫酸氢钠作催化剂,反应温度为82e,反应时间为40min,改变摩尔比,结果如下:水杨酸B乙酐(mol)1B1101B1151B1121B215310产率(%)72158216861787128614
由于酯化反应未加任何溶剂,因此,过量的乙酐可充作溶剂有利于搅拌回流酯化反应的充分进行,当水杨酸与乙酐的比为1B110时,加热后反应体系呈浑浊固态,反应难以充分进行,但乙酐比例过高会造成部分产品溶于乙酐而使产率降低,选择水杨酸与乙酐的比例为1B210(mol)为宜。

3结论
硫酸氢钠是一种价廉易得使用安全的无机化合物晶体,其催化合成阿司匹林的产率与浓硫酸相当,产品成色好。

克服了浓硫酸的强氧化性、脱水性、对设备的强腐蚀性、对环境的较大污染等诸多缺点,此外,硫酸氢钠难溶于有机溶剂,易于分离回收重复使用。

因此,硫酸氢钠作为合成阿司匹林的催化剂,符合绿色化学的发展方向,值得关注和进一步的工业应用研究。

参考文献:
[1]梁久来,胡冬华等.新药阿司匹林镁脲的合成[J].中国药物化
学杂志,2001,12(3):141.
[2]马德埒,黎源.W O3-TiO2-SO4固体超强酸的制备及应用研究
[J].精细化工,2002,19(1):36.
[3]华平,沙兆林.固体超强酸SO4-T iO2-SiO2催化合成马来酸二
辛酯[J].化工进展,2002,21(4):266.
(上接34页)
从表中可知,用保鲜剂处理的荔枝同未处理的相比,同样重量荔枝在同温条件下,相同时间内,用保鲜剂处理的荔枝耗氧明显低于未处理的荔枝。

随着测定时间的延长,差别愈来愈明显,6h后相差615%。

荔枝耗氧有两个方面的原因。

其一,荔枝采摘后继续有呼吸作用;其二,荔枝中含有多种酚类物质,同时含有催化酚类氧化的多酚氧化酶,采摘后在多酚氧化酶的催化作用下,酚类物质氧化成醌类物质,然后成羟醌,羟醌聚合形成褐黑色的物质,这也是荔枝采摘后迅速褐变的原因之一。

用JG型保鲜剂处理后,抑制了荔枝的呼吸,同时也可能抑制了酶促褐变的反应进行。

因为多酚氧化酶为一种含铜酶,JG型保鲜剂所含的配合剂与铜形成它的配合物,破坏了多酚氧化酶的活性,减慢了褐变反应。

参考文献:
[1]Faroogi M I H,Kaul K W.Qualitative studies of sugars and
ami no acids from the of litchi fruit[J].Curr.Sci,1964,33(b):
173~184.
[2]刑其毅.荔枝香气化学成分的研究[J].北京大学学报(自然科
学版),1995,32(2).
[3]谭兴杰.荔枝果皮多酚氧化酶酶促褐变的研究[J].植物生理学
报,1987,13(2).
[4]黄金雄.某些化和物用于荔枝保鲜的研究.中南西南十省无机
化学论文集,1999,9.
[5]姚荣桂.JG型保鲜剂保鲜荔枝机理探讨[J].云南化工,2000增
刊.
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第6期肖新荣,等:硫酸氢钠催化合成阿司匹林的研究
Synthesis of Aspirin with Sodium Bisulfate C atalyst.XI A O Xin -r ong,et al.(Chemistry and Chemical Engineer ing College, N an hua Univ ersity,heng y oung,421001,China)J,fine chem.intermediates,2002,32(6):42~43
Aspir in w as synthesized fro m salicylic acid and acetic anhy-dride by sodium bisulfat as catalyst.T he result shew that sodium bisulfat e can be used as catalyst for the synthesis instead of con-centrated acid sulfate.T he yield little unsoluble product of sod-i um bicar bonate with sodium bisulfate being used as catalyst for t he synthesis of aspirin,sodium bisulfate may be used repeatedly as catalyst.
Key words:aspirin;sodium bisulfate;cat;synthesis
Synthesis and C onductivity of PAALi.L U Cui-hong,et al. (Functional Material Chemistry I ns titute,CS U,Changsha, 410083China)J.fine chem.intermediates,2002,32(6):44
A kind of novel lithium-ion-conducting polymer poly (lithium acr ylic acid)(PAAL i)w er e studied.T he molecular w eights were20,000-40,000and the ionic conductivity w er e 10-8~10-9S#cm-1at room temperature.T he yield of PAA Li as a function of different reaction conditio n and the io nic conductiv-i ty of PAAL i as a funct ion o f molecular weig ht,lithium-ion amount and temper ature were studied.
Key words:poly(lithium acrylic acid);polymer ization; ionic conductivity
Improvement on Production Process of p-Nitrobenzoic Acid. ZH A N G J ing-shen,et al.(N anchang U niver sity,Jiangx i N an-chang,330029China)J.fine chem.intermediates, 2002,32(6):46-47
T wo different processes for synthesis of p-nitrobenzoic acid w ere discussed,It was proposed that ox idation way by nitr ic acid is a better process.
Key words:p-nitrobenzoic acid;absor ption column
Several Problems in the Design of Stiring Apparatus.LI U X in. (Changsha E ngineer ing&Resear ch Institute of Nonfer rous M etals,Changsha,41007China)J,fine chem.intermediates, 2002,32(6):48-50
A ccording to t he problems about the power of stirring appar -tus,the heat-transfer of stirr ing slot and solid-liquid sus-pension stir in the stirring apparatus designing.T he relevant pa-rameters were sug gested.
Key words:stir apparatus;power;heat-transfer;solid-liquid suspension
Quick Determination and Disposal of Methamidosphos in wastewater.G UO Eang-qui,H UA N G Lan-f ang.(I nsti-tute of CH emistry and Chemical industr y,Centr al South Uni-ver sity,Changsha,410083China)J.fine chem.intermediates, 2002,32(6):51~52
T hin-layer-io dimetric,Sodium reagent and Gas-chro-mato-graphy methods were compar ed to determine met ham-i dosphos.Sodium reagent method was easy and quick for the de-termination of methamidosphos.W hile Gas-chromatography was used as contrast test,t he methamidosphos w astew at er w as disposed w ith activated charcoal cation exchange r esin GDX-502 and powdered coal.O ptimum treat ing method w as establi shed and t he removing ratio of met hamidosphos was up to90%.
Key words:methamidosphos wastewater;thin-layer-iodi -metr ic;sodium reagent;gas chromatography
Determination of Triazophos by HPLC.CA I Zhi-min et al.
(I nstitute of H unan Chemical I ndustry,Changsha,410007, China)J.fine chem.intermediates,2002,32(6):53
A method was developed for t he determination of triazophos by HPL C.T he results sho wed that the standard dev iat ion was0. 05,the coefficient of v ar iation0.58%,linear correation0.9998 and t he recovery98.9%~100.7%.
Key words:triazophos;HPLC;determination
Analysis of1,4-Dithiothreitol by HPLC.GA O Yong-min, et al.(H ebei Vian Gr oup,Shij iaz huang,050031,China)J, fine chem.intermediates,2002,32(6):54
T he quantitativ e analysis of1,4-Dithiothreitol by HP LC on C18rev ersed phase column with U V-abso rbance detector and mobile phase of methol+acetonitrile+water.T he calibration curve was linear in the range of0.01~ 2.0g/L,the st andard deviation was0.19,the coefficient of variation w as0.20%and the recover y was97.8%~102.0%.
Key words:1,4-Dithiothreitol;HP LC;analysis
Determination of C ationic Surface-active Agent by Marker Bro -mothymol Blue Spectrophotometric Methods.W U M ei-z hi,et al.(H unan Workers and S taf f s Colle ge of Science and T echnology,Changsha,410118China)J.fine chem.inter-mediates,2002,32(6):55~57
Based on the associated reactions of bromothymol blue w ith cationic sur face-active agent when put in phosphate buffer solu-t ion of pH7.5~8.5and fades,a new way for determination of cationic surfactant by Spectrophotometric methods w as estab-lished.Great sensit ivity and w ide selectivity ar e featured.T he max imum w avelength is measured in615nm,molar absortion co-efficient in2.1@10-4L#mol-1cm-1.concentration of sur facant in 0~200L g/25ml,which complies w ith Bill-law.In the pres-ence of normal metal ion from the environmental sample,the in -tereference on the measurement is not found and T he method was suitable fo r determination of cationic surfacanl of waste w ater out of the industries
Key words:bromothyno l blue;cationicsurfactant;spec-tr ophotometr ic methods
60FINE CHEM ICAL INT ERM EDIATES
(Series No.141)
2002Vol.32No.6。