乙酰水杨酸的制备及思考题

实验7-2 阿斯匹林的制备

一、实验目的：

1．了解阿司匹林制备的反应原理和实验方法。

2．通过阿司匹林制备实验，初步熟悉有机化合物的分离、提纯等方法。

3．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

水杨酸分子中含羟基（—OH）、羧基（—COOH），具有双官能团。本实验采用以强酸为硫酸[1]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=138.12 M= M=

引入酰基的试剂叫酰化试剂，常用的乙酰化试剂有乙酰氯、乙酐、冰乙酸。本实验选用经济合理而反应较快的乙酐作酰化剂。

副反应有：

COOH COOH

+

OH OH OH

水杨酰水杨酸

HO

制备的粗产品不纯，除上面两副产品外，可能还有没有反应的水杨酸等杂质。

本实验用FeCl3检查产品的纯度，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。

利用阿斯匹林的钠盐溶于水来分离少量不溶性聚合物。

三、实验试剂

水杨酸，乙酸酐5mL，饱和NaHCO3(aq)，4mol/L盐酸，浓流酸，冰块，95%乙醇，蒸馏水，1%FeCl3 。

四、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。

O C OH

O H

1

2123）、醋酐要使用新蒸馏的，收集139~140℃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1：3 6）、本实验中要注意控制好温度(85－90℃),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。 3、思考题

1、反应容器为什么要干燥无水？

以防止乙酸酐水解转化成乙酸

2、为什么用乙酸酐而不用乙酸？ 不可以。由于酚存在共轭体系，氧原子上的 电子云向苯环移动，使羟基氧上的电子云密度 降低，导致酚羟基亲核能力较弱，进攻乙酸羰基碳的能力较弱，所以反应很难发 生。

3、加入浓硫酸的目的是什么？

浓硫酸作为催化剂。 ①水杨酸形成分子内氢键，阻碍酚羟基酰化作用。 水杨酸与酸酐直接作用须加热至150～160℃才能生成乙酰水杨酸， 如果加入浓硫酸（或磷酸），氢键被破坏，酰化作用可在较低温度下进行，同时副产物大

大减少。 4、本实验中可产生什么副产物？ 本实验的副产物包括水杨酰水杨酸酯、乙酰水杨酰水杨酸酯、乙酰水杨酸酐和聚合物。

5、那么副产物中的高聚物如何出去呢？

用NaHCO3溶液。

副产物聚合物不能溶于NaHCO3溶液，而乙酰水杨酸中含羧基，能与NaHCO3 溶液反应生成可溶性盐。）

6、水杨酸可以在各步纯化过程和产物的重结晶过程中被除去，如何检验水杨酸已被除尽？

利用水杨酸属酚类物质可与三氯化铁发生颜色反应的特点，用几粒结晶加入盛有3mL 水的试管中，加入1～2滴1% FeCl3溶液，观察有无颜色反应（紫色）。

实验改进的可能方法------碱催化

实验原理

M= M= M= （碱催化）

实验试剂

水杨酸， ，乙酸酐，浓盐酸，冰块。

C O O O O OCOCH O

OH

实验仪器

15×150mm试管， 100mL、 250mL烧杯各一只，布氏漏斗，温度计，玻棒，药匙，加热器，烘箱。

实验原理

M= M= M=

COOH

OH

COOH

OOCCH3

(CH3COO)2O CH3COOH

＋＋

（碱催化）

实验试剂

水杨酸，，乙酸酐，浓盐酸，冰块。

实验仪器

15×150mm试管， 100mL、 250mL烧杯各一只，布氏漏斗，吸量管

温度计，玻棒，药匙，加热器，烘箱。

实验步骤

（1）在15×150mm干净、干燥试管中加入水杨酸，，在通风条件下用吸量管量取乙酸酐，一并加入。（为使固体都进入试管底部，必须后加乙酸酐）

（2）在250mL烧杯水浴加热，控制80℃-85℃，至溶解后再加热10min。达到既定温度后固体全部溶解，有气泡生成。事先于100mL烧杯准备12mL冷水，加入4滴盐酸（通风条件下操作，先加水，以免盐酸挥发）

（3）趁热将试管中反应物倒入上述烧杯(操作须迅速，以免固体残留试管，冷水无法洗出，影响产率) ，冰水浴10min，至晶体完全析出，抽滤，冷水(每次2-3mL) 洗两次，压干。

（4）95℃干燥50min (干燥条件需改进)，称量产品m=

备注:碱催化方案乙酰水杨酸产率比酸催化方案高，理论产量，产率达80%。

生产中相关的实验改进：

阿司匹林：老产品期待新工艺

——新合成法集中于改进水杨酸和醋酐的反应过程

阿司匹林是最重要的解热镇痛药之一。目前，全世界阿司匹林原料药产量已达5万吨左右，年产片剂1000多亿片。多年来，阿司匹林一直是我国解热镇痛药的支柱产品之一，年产量达1万多吨；也是我国医药原料药出口的大宗产品，2005年的出口量为7522吨，出口金额达到2055万美元。

经过几十年的生产实践，阿司匹林的生产已经形成了一套十分成熟的工艺：以苯酚为原料，经过和二氧化碳的羧化反应，生成水杨酸，升华后得到升华水杨酸，再采用醋酐－醋酸法，将水杨酸和醋酐进行酰化反应，最终得到乙酰水杨酸，即阿司匹林。多年来，这条生产工艺基本没有什么变化。由于该工艺不复杂，收率、成本等也较为理想，国内外生产企业几十年来基本都按照这条工艺路线进行生产，国内外科研机构、生产厂商对其进一步深入研究的工作做得不多，这方面的专利以及研究论文也较为少见。

进入21世纪后，在新的形势下，由于对绿色、环保、节能等的重视程度提高，业界对阿司匹林几十年来沿用的生产工艺进行了重新审视。近年来，国内外阿司匹林工艺研究渐趋活跃，相关的专利和研究论文经常见到，老产品正在期待工艺创新。

在传统的阿司匹林生产中，由水杨酸和醋酐反应生成阿司匹林的过程需要加热，使