水杨酸甲酯(冬青油)的合成

水杨酸甲酯（冬青油）的合成
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指导老师：**
摘要[1]:水杨酸甲酯俗名冬青油，是无色且有香味的液体，沸点220-222℃。

水杨酸甲酯最早是在1843年从冬青植物中提取出来的，故俗称冬青油，是一种天然酯，常作香料，用于食品、牙膏、化妆品等，还具有止痛、退热等特性。

水杨酸甲酯与乙醇或冰醋酸可任意混合，在水中微溶，但因来源有限，因此人工合成就显得尤为重要。

关键词：水杨酸；酯化；水杨酸甲酯
1 前言
水杨酸甲酯，易溶于异辛烷,乙醚等有机溶剂,微溶于水. 放置在空气中易变色,在酸、碱条件下易水解. 现被广泛地用在精细品化工中作溶剂、防腐剂、固定液，也用作饮料、食品、牙膏、化妆品等的香料。

2 实验
2.1 实验原理
2.1.1主要反应式
2.1.2 反应机理
2.2主要试剂及仪器
水杨酸（分析纯）、水杨酸(CP)、甲醇(AR)、浓硫酸(AR)、NaHCO3(分析纯)、饱和NaCl、无水硫酸镁。

100ml三口烧瓶、温度计、球形冷凝管、分液漏斗、磁力搅拌加热器、50ml单口烧瓶、烧杯若干。

2.3合成方法
2.3.1合成路线
【名称】水杨酸甲酯（冬青油）
【分子式】(OH)C6H4COOCH3
【分子量】C8H8O3=152.15
【性状】无色至淡黄色液体,有药草的特殊气味. 味甜而辣
【熔点】-8.6℃
【沸点】218 ～224℃（沸腾时部分分解）
【相对密度】20℃、1.180-1.189
【折光指数】20℃、1.534-1.538
【旋光度】20℃、+0.5(度)——1(度)
【药理毒理】含挥发油，油中主要成份是水杨酸甲酯(96%-99%)
【适应症】主要用于医药,牙膏,驱风油以及食用的沙土型,可乐型香精等
水杨酸甲酯的制备方法基本为采用浓H2SO4催化直接酯化法合成水杨酸甲酯。

因为酯化反应是酸催化的平衡反应，这个平衡位置向右偏得不够远，就不利于形成高产率的酯．对此可借助提高反应物浓度使更多产物得以形成．实验中使用过量甲醇将会使平衡移向右利于更完全地形成酯。

另外为使酯化反应尽可能完全，就必须使两反应物在较高温（高于甲醇沸点，85-95摄氏度）下互相有效接触一段时间。

因此必须使反应混合物处于回流条件下，以防易挥发的甲醇的逃逸。

水杨酸甲酯制备工艺上主要研究催化剂的选择，酯化试剂的选择，带水剂的使用，合适温度的选择以及回流时间的长短。

本实验主要研究回流时间对酯化反应效率的影响。

2.3.2合成步骤
（1）准确称取4g 水杨酸于100mL的三颈瓶中，加入24mL甲醇，水杨酸完全溶解后，在搅拌状态下小心滴加1.2mL浓硫酸，。

将反应瓶置于磁力搅拌加热器中加热（实验装置图1）。

（2）在甲醇回流状态下进行反应0.25h。

反应结束后，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16ml饱和食盐水。

将反应混合物倾至分液漏斗中，将有机层分开。

（3）然后在搅拌下加入20 %的碳酸钠溶液至反应混合物呈微碱性，8mL的乙酸乙酯萃取，搅拌充分后转移至分液漏斗中，充分振荡，静止分层。

（4）弃去水层，将上面有机相转入小烧杯中，称取0.8g无水硫酸镁进行干燥，体系变澄清后，过滤到单口烧瓶中（实验装置图2），蒸馏除去溶剂得粗产品。

（5）另外再做三组平行实验，分别进行回流时间为0.5h、1h、1.5h、2h，重复以上操作。

（6）计算产率，数据比较。

2.3.3实验装置图
图1装有球形冷凝管的回流装置图2蒸馏粗产品的蒸馏装置
2.3.4实验数据记录与处理
表1 回流时间对产率的影响*
实验方法产量产率
0.5h回流1h回流1.5h回流2h回流0.59g
0.89g
1.64g
2.77g
13.38%
20.18%
37.19%
62.81%
*
温度T=76℃ n(水杨酸)=0.03mol n(甲醇)=0.79mol
在本组所包括的实验方法中无法得出合成水杨酸甲酯的最佳回流时间。

3. 结果与讨论
3.1 实验方法对产率的影响
根据表1做图如下：
3.3实验注意事项
(1)反应用仪器一定要干燥，否则将降低冬青油的产率。

(2)反应温度不可以过高，否则会使甲醇在回流过程中挥发，也会使得到的酯挥发，影响产率。

(3)用20 %的碳酸钠洗涤时一定要将催化剂浓硫酸彻底中和，否则会使反应向左进行。

(4)洗涤、称量前转移时应彻底冷却，否则生成的酯类会趁热挥发，降低产率。

4. 结论
由表1可知在已进行的试验方法中，2h 回流时间的产物产量最高，但无法得出最大产量所对应的回流时间，[2]酯化时间不仅涉及能耗，同时对酯化率也有较大的影响，实验条件为：酯化反应在回流状态时，催化剂用量为10%，醇酸比为2：1(mol/mol)，反应温度为75～80℃。

随着反应时间的增加，产率不断提高，反应时间达到3h 时，产率最高为91%（4.01g ），再增加反应时间，产率没有增加，故控制酯化反应时间为3h 为宜。

参考文献：
[1] 程定海，山桂云，李述燕，水杨酸甲酯的合成研究[M]，《西华师范大学学报(自然科学版)》，2004.04. [2] 路珊，香料水杨酸甲酯的合成工艺研究[M]，《中小企业管理与科技(上旬刊)》，2009年10期.
00.511.522.5
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产量（g ）
回流时间（h ）
回流时间对产率的影响。