设计性实验 阿司匹林的合成

综述：《阿司匹林的合成》

班级：16化工2班

姓名：叶友爱

学号：1621501232

1.简述阿司匹林的用途，注意老药新用。

剂量不同作用不同，主要功效有：良好的镇痛作用、消炎作用、解热作用、抗风湿作用，对血小板聚集的抑制作用。其他功效：减轻（川崎病）、抵抗癌症、预防消化道肿瘤等。

2.综述阿司匹林的合成方法，指出各有什么优缺点。

利用水杨酸与乙酸酐在浓硫酸催化作用下发生反应生成阿斯匹林，反应原理为

在反应中，除了生成乙酰水杨酸主产物外，还因副反应的发生可能生成水杨酰水杨酸酯、乙酰水杨酰水杨酸酯等副产物。

三氯稀土催化合成实验原理：

以三氯稀土作为路易斯酸，可溶性强，对设备腐蚀性低，以它为催化剂，产率可高达90%。

方法分析及比较：此方法反应的最佳条件是水杨酸与乙酸酐的物质的量之比为1∶2.0.以三氯稀土作催化剂，其催化效果与浓硫酸作催化剂相当，但是它克服了硫酸腐蚀设备的缺点，三氯稀土和水可以回收，在稀土三氯化物中，效果最好的是YCl3.只是成本较高，且作为药物合成对于其毒性要慎重考虑．

3.写出较详细的反应机理，各催化剂是如何催化反应的进行的。

阿司匹林用水杨酸和乙酸酐在催化剂的催化下发生酰基化反应来制取。总反应式

如下：

各催化剂：

3.1酸性催化剂

酸性催化剂催化合成阿司匹林的机理如下:在酸作用下,乙酸酐中羰基碳原子的正电性增强,使乙酸酐中酰基容易向羟基转移形成酯基,即完成乙酰水杨酸的合成。催化剂酸性越强,氢质子流动性越好,越易于催化酯基的生成,但在乙酰水杨酸的合成中,催化剂酸性太强,也会造成水杨酸分子中羧基与另一水杨酸分子中的酚羟基脱水酯化,生成较多的酯聚合副产物。因此,以浓硫酸为催化剂合成阿司匹林的反应为基础,酸性催化剂包括路易斯酸、固体酸、有机酸、酸性无机盐、酸性膨润土等。

3.1.1酸性膨润土的催化效果

膨润土是以蒙脱石为具备二维通道和大孔分子筛的性质,用酸处理后所得的酸性膨润土催化酯化反应最大优点是收率高,催化剂经热过滤与产品分离后,再经干燥、净化、活化处理,可反复使用,成本低,不污染环境,是一种绿色催化剂,最佳反应条件是；温度85-90摄氏度；时间0.5-1.0小时。

3.1.2对甲苯磺酸的催化效果

对甲苯磺酸为固体有机酸,经济易得,污染少,收率高操作方便,有实验得到最优配方：水杨酸：乙酸酐摩尔比为1：2，反应20 min，反应温度65～75℃，产率达84.2％。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。

3.1.3活性二氧化锡固体酸的催化效果

用微波辐射法制备的活性二氧化锡固体酸为催化剂,85℃下,反应45 min可使阿司匹林收率达到81.6%,产物中酯聚合物的含量较少,所得产品为纯白色,可在干燥箱中加热干燥而且乙酰水杨酸极少水解[2]。活性二氧化锡性质稳定,操作安全,所得产品容易分离,回收的二氧化锡除去少量杂质可重复使用。

3.1.4 NaHSO4催化

通过正交实验确定了硫酸氢钾催化合成乙酰水杨酸最佳的合成条件为:原料物质的量比n(水杨酸)∶n(醋酸酐)=1∶2,温度为70℃,反应时间为40min,催化剂用量为反应物总量的7%,纯乙酰水杨酸产率为76.4%,产品质量好。其催化合成乙酰水杨酸的产率与浓硫酸相当。用硫酸氢钾催化合成乙酰水杨酸,具有催化剂在反应过程保持固态，反应完毕经热过滤即可与产品分离、不溶于反应体系、易回收等特点.

3.2碱性化合物

碱性化合物为催化剂基于碱性化合物能与水杨酸反应、能破坏水杨酸分子内氢键、活化水杨酸的羟基机理,许多碱性化合物可以作为催化剂合成阿司匹林。常见的催化剂包括强碱、弱碱和弱酸强碱盐。

3.2.1吡啶催化效果

吡啶催化效果优良,收率高,适合工业化生产,但较易吸水形成共物，形成共沸物,使反应温度较难控制,且反应中产生难闻的气味。反应温度为80℃,反应时间为30min,催化剂用量为5%,试剂摩尔比为1:4.2时产率最高。吡啶作催化剂为水杨酸质量的5%时，产率为80.2%。弱碱性吡啶催化剂合成乙酰水杨酸产率高于浓硫酸[3]催化剂产率。

3.2.2碳酸钠催化微波合成阿司匹林的效果

当水杨酸为20 g，醋酸酐28 mL，温度82℃，反应50 min时，采用无水碳酸钠作为催化剂比用浓硫酸产率稍低，但传统浓硫酸作催化剂，合成的产品颜色较深有杂质，以无水碳酸钠作催化剂虽然产率略低，但颜色洁白基本无杂质。采用无水碳酸钠作为催化剂以微波合成法合成乙酰水杨酸的实验技术比用浓硫酸作

催化剂的加热合成法速度快数10倍，产率和纯度均较高，不污染环境。

3.3维生素C为催化剂

维生素C是一种内酯类化合物,分子中有一双烯醇结构,呈酸性和还原性,对酯化反应有一定的催化作用,催化效率与温度有关。陈洪等用维生素C催化了水杨酸乙酰化合成阿司匹林的反应,在60~80℃下,反应10~25 min,收率大于87%[12]。用维生素C为催化剂催化的该反应,反应速度快,操作简单,催化剂无需回收,反应条件温和,不腐蚀仪器设备,对环境无污染。维生素C是一种常见的维生素类药,价廉易得.

3.4以三氯稀土为催化剂

三氯稀土是一种简单、便宜和易得的Lewis酸,具有可溶性强、可回收再使用、对设备腐蚀轻、无污染等优点,是一种可望用来解决传统Lewis酸造成环境污染问题的环境友好催化剂,通过实验得知TbCl3,EuCl3, NdCl3,GdCl3,和CeCl3等三氯稀土催化阿司匹林的合成反应,在85~90℃下,反应40 min,收率分别为81.14%，88.44%，83.69%，85.13%,82.33%。用三氯稀土作催化剂与用浓硫酸作催化剂效果相当,但同时又克服了浓硫酸作催化剂所具有的腐蚀设备，污染化境的缺点。其中稀土中YCl3的催化效果较好。

4.怎么合成阿司匹林，工艺步骤如何？

实验合成方法和工艺步骤

（1）仪器与试剂：

主要仪器：100ml烧杯，100ml锥形瓶，磁力搅拌器，抽滤装置1套，0℃~100℃玻璃温度计，量筒，试管

主要试剂：水杨酸 2.76g(0.02mol) ，10%碳酸氢钠溶液40ml，乙酸酐8ml （0.08mol），18%盐酸20ml，浓磷酸10滴，1%FeCl3溶液，95%乙醇溶液5ml ( 2 )实验步骤：