柠檬酸催化合成阿司匹林

柠檬酸催化合成阿司匹林

王伟芳(1002）

摘要：以水杨酸和乙酸酐为原料，柠檬酸为催化剂合成阿司匹林，探讨了酸酐物质的量比、催化剂用量和反应时间、反应温度对产品收率的影响。研究结果表明，当酸酐物质的量比为1:3，柠檬酸用量为1.0克，反应时间为40分钟，反应温度为700摄氏度，纯化后阿司匹林收率达91.0%。

关键词：阿司匹林、催化剂、柠檬酸

I 引言：

阿司匹林是水杨酸类解热、镇痛药的代表，用于临床已有100年历史、现仍广泛用于治疗伤风、感冒、头痛、神经痛、关节痛、急性和慢性风湿痛及类风湿痛等。近年来发现阿司匹林为不可逆的花生四烯酸环氧醚抑制剂，还能抑制血小板中血栓素A2合成，具有强效的抗血小板凝聚作用，已在临床用于心血管系统疾病的防范和治疗。最近研究还表明，阿司匹林和其它非甾体抗炎药对结肠癌和老年痴呆症也有预防作用【1】。阿司匹林被分解后，会变为水杨酸盐，其能阻止自由基的形成，从而预防氨基糖类抗生素所致耳聋的发生。阿司匹林的稀溶液用于浇灌果树，有减少落花、落果、增加结果率等功效【2】。

阿司匹林通常用乙酸酐作酰化剂将水杨酸酰化而得，反应式如下：

OH

O OH +CH 33

O O

Cat.

O O OH C O

CH 3

+CH 3COOH

传统方法所用的催化剂为浓硫酸，但浓硫酸对设备腐蚀性强且存在废酸排放等缺点。对该反应使用的催化剂开展了许多研究，已见报道的催化剂有固体Na2CO3【3】、固体KOH 【4】、硫酸氢钠

【5】

、维生素C 【6】、乙酸钠【7】等，它们各有其优缺点。用磷酸二氢

钠催化合成阿司匹林，产率只有76%【8】。因此还必须寻找一种催化效果良好、简单易得同时对环境污染较小的可以进行工业化的新型催化剂。柠檬酸是有机酸，具有酸性和还原性，能溶于水和有机物中。本文利用它来催化水杨酸与乙酸酐酰化合成阿司匹林，并探讨了催化合成条件，取得预期的效果。

II 实验部分：

实验目的

① 了解阿司匹林的发展历史、功能及合成方法； ② 通过阿司匹林的合成了解药物的合成方法； ③ 学习根据化合物性质进行产物纯化的方法； ④ 培养根据文献设计实验的能力。 1.2 主要试剂与仪器

仪器：磁力搅拌器、过滤装置、磨口玻璃仪器、平底电热套、控温仪、 循环水真空泵；

试剂：水杨酸，乙酸酐，柠檬酸。 1.3 实验原理

乙酰水杨酸即阿斯匹林(aspirin) ,是 19 世纪末合成成功的,是一种非 常普通的, 有效的解热止痛治疗感冒的药物, 至今仍广泛使用, 有关报道表明, 阿斯匹林还可以软化血管,人们正在发现它的某些新功能.1897 年 8 月 10 日 德国拜耳公司费利克斯霍霍夫曼成功地合成出来. 阿斯匹林是由水杨酸(邻羟基苯甲酸)与醋酸酐进行酯化反应而得的.水杨酸可由水杨酸甲酯,即冬青油(由冬青树提取而得)水解制得.阿斯匹林是一种具有双官能团的化合物,一个是酚羟基,一个是羧基,羧 基和羟基都可以发生酯化,而且还可以形成分子内氢键,阻碍酰化和酯化反应的发生.

OH

O OH

+CH 33

O O

Cat.

O O OH C O

CH 3

+CH 3COOH

1.4 实验试剂及产物的物理性质

1.5 实验方法

反应瓶中加入水杨酸、乙酸酐和一定量的催化剂柠檬酸，将反应瓶置于700摄氏度的水中，开启磁力加热搅拌器进行水浴反应，同时计时并观察反应瓶内的反应现象。反应40分钟后，将瓶取出，先用冰水洗涤反应瓶内壁，待结晶形成后，加入50毫升水，并置于冰水浴中冷却，已使结晶完全，抽滤、干燥得白色针状阿司匹林。必要时可进行重结晶。

结果分析：

Ⅲ、实验结果讨论：

1.实验结果：

产物的状态：针状颜色：灰白色效率：

折光率：产量：沸点：

2.红外光谱图：

3853.83

3853.753748.343748.263673.643649.68

3238.54

2360.802360.68

1699.791658.951656.141650.571540.561444.001443.64

1295.701295.531249.081249.03

759.25

759.25697.92697.77

1000

15002000250030003500Wavenumber cm-1

20

4060

80100

T r a n s m i t t a n c e [%]

3. 结果讨论：

实验结束后得到的阿司匹林为灰白色的细微针状晶体，用三氯化铁检验时，发现我们的产品不纯。经过分析，的知原因有二：1:在加原料时由于量取的液体体积和所称量固体的质量读数不准确，以至于在反应结束后，参加反应的原料还有剩余，造成了产品的不纯；2：在反应过程中没有控制好温度，在进行实验之前未弄明白磁力搅拌器的正确使用方法，至使温度过高，发生了副反应，产生了副产品，使产品不纯。还有得到的阿斯匹林并不是明显的针状，经过分析原因可能是在加热过程中为了控制温度，是反应器骤冷骤热。

参考文献:

[1] 郑虎.药物化学（第四版）[M].北京：人民卫生出版社，2001.

[2] 张伦.阿司匹林国内外的应用、生产和市场[J].中国药房，TabIe5. Comparisonofpropertiesofdifferentcatalysts 1997, 8(2)5:5-56.

[3] 宋小平，郭保礼，杨全明.固体Na2CO3催化合成阿司匹林.精细石油化工，1992，（3）：4648.

[4] 张国升.以固体氢氧化钾为催化剂制备乙酰水杨酸[J].化学试剂，1986,8（4）：245-246.

[5] 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（2）;15-16.

[6] 陈洪，龙翔，黄思庆.维生素C催化合成阿司匹林的研究[J].化学世界，2004:642.

[7] 林沛和，李承范.乙酸钠催化合成阿司匹林[J].河北化工，2006,29（4）3:5-36.

[8] 隆金桥，黄小翠，农慧怡，等.磷酸二氢钠催化合成阿司匹林[J].右江民族师专学报，2005（3）：45-46.