实验二十四水杨酸甲酯(冬青油)(1)的合成和红外光谱测定

实验二十四 水杨酸甲酯（冬青油）（1）的合成和红外光谱测定

一、 实验目的

1、 学习酯化反应的基本原理和基本操作

2、 学习有机回流装置的原理和操作

3、 学习有机分液的原理和操作

二、 基本原理

酯是醇和酸失水的产物，大体可分为无机酸酯和有机酸酯，如硫酸二甲酯就是无机酸酯，他是硫酸和甲醇的失水产物。

酯的制备方法很多，可以用羧酸盐与活泼卤代烷反应合成；羧酸和重氮甲烷可以反应形成羧酸甲酯；酰氯或者酸酐和醇也可以反应生成酯；酯与醇可以发生酯交换反应可以生成另一个酯；腈与醇在酸催化下也可以反应得到酯。

有机羧酸在酸催化下反应也能生成酯，这种直接利用酸和醇进行的反应称为酯化反应。常用的催化剂是硫酸、氯化氢或苯磺酸等，这个反应进行的很慢，并且是可逆反应，反应到一定程度时，即行停止。为提高产率，必须使反应尽量地向右方向进行，一个方法是用共沸法形成共沸混合物，将水带走，或加合适的去水剂把反应中产生的水除去。另一方法是反应时加入过量的醇或者酸，以改变反应达到平衡时反应物和产物的组成。根据平衡原理，用过量的醇可以把酸完全转化为酯，反过来，用过量的酸也可以把醇完全酯化。在有机合成中，常常选择最合适的原料比例，以最经济的价格，来得到最好的产率。

水杨酸甲酯的制备一般是将水杨酸在酸催化下和过量的甲醇反应生成。因水杨酸的价格和甲醇相比相对昂贵一点，所以在反应中我们可以加入过量甲醇以提高水杨酸的产率，在这个反应中，甲醇既作为反应原料又作为溶剂存在。 H 2SO 4

OH

COOH OH COOCH 3+ CH 3OH 回流

三、主要仪器和药品

水杨酸 7g(0.05mol)，甲醇 30mL(0.75mol)，浓硫酸 8 mL ，5%的碳酸氢钠，饱和食盐水，无水氯化钙

四、操作步骤

1、水杨酸甲酯的合成

在100mL 圆底烧瓶中依次加入水杨酸和甲醇，轻轻振摇烧瓶，使水杨酸溶于甲醇中，然后再在振摇下慢慢滴入浓硫酸，使混合均匀。加入1—2粒沸石，装上带有干燥管的回流

冷凝管（2），用电热套加热（3）回流2h 。稍冷后将盛有混合物的烧瓶浸入冷水浴中，使反应瓶内的溶液冷却，然后再振摇下加入40ml 饱和食盐水。将反应混合物倾至分液漏斗中，将有

机层分开（4）（哪一层？）。用50mL 5%的碳酸氢钠洗涤粗酯（5 ），再用15mL 水分两次洗涤有机层，分出有机层，将其转入25mL 的锥形瓶中，用无水氯化钙干燥，将干燥后的粗产

物先在水泵减压下蒸去可能存在的低沸点物，然后用机械泵（油泵）减压（6）。收集

100~110℃/14mmHg的馏分。产量4—5g。纯水杨酸甲脂的沸点222.2℃/760mmHg; 105℃/14mmHg,d25201.182。

2、水杨酸甲酯的红外光谱测定

A、纯KBr薄片扫描本底

取少量KBr固体，在玛瑙研钵中充分磨细，并将其在红外灯下烘烤10min左右。取出约100mg装于干净的压膜内（均匀铺撒并使中心凸起），在压片机上于29.4MPa压力下压1min，制成透明薄片。将此片装于样品架上，插入红外光谱仪的试样安放处，从4000~600cm-1进行波数扫描。

B、扫描固体样品

取1~2mg水杨酸甲酯产品（已经经过干燥处理），在玛瑙研钵中充分研磨后，再加入400mg干燥的KBr粉末，继续研磨到完全混合均匀，并将其在红外灯下烘烤10min左右。取出100mg按照步骤1同样方法操作，得到吸收光谱。并和标准光谱图比较。

最后，取下样品架，取出薄片，将模具、样品架擦净收好。

[实验时间] 6h.

五、结果与讨论

将所得到的红外光谱和标准谱对比，并判断各个吸收峰所对应的官能团。

六、注意事项

1、水杨酸甲脂在1843年，首次从冬青植物中被提取，有止痛和退热特征，可以内服和通过皮肤吸收。在小范围内被用作调味素。

2、本反应所有仪器必须干燥，任何水的存在将降低收率。

3、避免明火加热，因为甲醇为低沸点的易燃液体。

4、因两者比重相近，很难分层，易呈悬浊液，若遇此现象可加入5mL环己烷一起振摇后静置。

5、分几次加入碳酸氢钠溶液，并轻轻振摇分液漏斗，使生成的二氧化碳气体及时逸出。最后塞上塞子，振摇几次，并注意随时打开下面的活塞放气，以免漏斗集聚的二氧化碳气体将上口活塞冲开，造成损失。

6、第一次减压蒸馏应在教师指导下进行.若产物量较少,可以合并几次产物进行蒸馏.

七、思考题

1、怎样避免回流过程中溶液变黑？

2、解释每一步洗涤的原理和目的？

八、参考文献

1、《有机化学实验》（第二版），王清廉，沈凤嘉修订，高等教育出版社

2、《基础有机化学》（第二版），邢其毅等编写，高等教育出版社

九、e 网连接

1、/yjhx/shiping/right4_41.htm

十、附录

1．水杨酸甲酯的1H NMR谱

A: 10.74ppm

B 7.814

C 7.43

D 6.97

E 6.87

F 3.926

2．水杨酸甲酯的IR 谱

执笔景崤壁