1、阿司匹林的制備一、實驗目的：1、了解阿司匹林制備的反應原理和實驗方法。2、通過阿司匹林制備實驗，初步熟悉有機化合物的分離、提純等方法。3、鞏固稱量、溶解、加熱、結晶、洗滌、重結晶等基本操作。4、了解合成中的副產物以及相應的除雜方法。5、了解阿司匹林合成中可使用的催化劑二、實驗原理：阿司匹林的合成原理是在催化劑作用下，以醋酊為?；瘎?，與水楊酸羥基酰化成酯。傳統的合成阿司匹林的催化劑為濃硫酸，它存在如下缺點：1）收率較低（65%70%）腐蝕設備,有排酸污染；2）操作條件要求嚴格。濃硫酸具有強氧化性，反應要嚴格控制其加入速度和攪拌速度，否則會導致反應物碳化；3）粗產品干燥時，由于硫酸分離不完全而導致

2、部分產品氧化，引起產品成色不好；4）產品不能加熱干燥，否則產品中殘余的濃硫酸會催化乙酰水楊酸水解成水楊酸。因而尋找一類新的催化活性高、環保型的催化劑來代替質子酸催化合成乙酰水楊酸必要的，改進后的催化劑大體可分為酸性催化劑、堿性催化劑和其他類型催化劑。酸性催化劑酸性催化劑催化合成阿司匹林的機理如下：在酸作用下，乙酸酊中染基碳原子的正電性增強，使乙酸酊中?；菀紫蛄u基轉移形成酯基，即完成乙酰水楊酸的合成。催化劑酸性越強，氫質子流動性越好，越易于催化酯基的生成，但在乙酰水楊酸的合成中，催化劑酸性太強，也會造成水楊酸分子中?；c另一水楊酸分子中的酚羥基脫水酯化，生成較多的酯聚合副產物。因此，以濃硫酸為

3、催化劑合成阿司匹林的反應為基礎，人們對酸性化合物替代濃硫酸為催化劑合成阿司匹林進行了大量研究，取得了可喜成果。酸性催化劑包括路易斯酸、固體酸、有機酸、酸性無機鹽、酸性膨潤土等。1、酸性膨潤土的催化效果膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產資源，具備二維通道和大孔分子篩的性質，用酸處理后所得的酸性膨潤土催化酯化反應最大優點是收率高，催化劑經熱過濾與產品分離后，再經干燥、凈化、活化處理，可反復使用，成本低，不污染環境，是一種綠色催化劑，該方法消除了環境污染，產品質量但收率中等。2、對甲苯磺酸的催化效果對甲苯磺酸為固體有機酸，經濟易得，污染少，收率高，操作方便，具有較好的工業化前景。對甲苯磺酸具

4、有催化活性高，選擇性好，操作方便，污染少等顯著優點。3、活性二氧化錫固體酸的催化效果用微波輻射法制備的活性二氧化錫固體酸為催化劑,85C下，反應45min可使阿司匹林收率達到81.6%,產物中酯聚合物的含量較少，所得產品為純白色，可在干燥箱中加熱干燥而且乙酰水楊酸極少水解。活性二氧化錫性質穩定，操作安全,所得產品容易分離，回收的二氧化錫除去少量雜質可重復使用。4、NaHSO催化用硫酸氫鉀催化合成乙酰水楊酸，具有催化劑在反應過程保持固態，反應完畢經熱過濾即可與產品分離、不溶于反應體系、易回收等特點，克服了濃硫酸對設備的強腐蝕性、對環境的污染等缺點，符合綠色化學的發展方向，具有工業應用的前景。堿性

5、化合物堿性化合物為催化劑基于堿性化合物能與水楊酸反應、能破壞水楊酸分子內氫鍵、活化水楊酸的羥基機理，許多堿性化合物可以作為催化劑合成阿司匹林。常見的催化劑包括強堿、弱堿和弱酸強堿鹽。1、叱咤催化效果叱噬催化效果優良，收率高，適合工業化生產，但較易吸水形成共物，形成共沸物，使反應溫度較難控制，且反應中產生難聞的氣味。反應溫度為80C,反應時間為30min,催化劑用量為5%,試劑摩爾比為1:4.2時產率最高。叱噬作催化劑為水楊酸質量的5%時，產率為80.2%。弱堿性叱噬催化劑合成乙酰水楊酸產率高于濃硫酸催化劑產率。2、碳酸鈉催化微波合成阿司匹林的效果采用無水碳酸鈉作為催化劑以微波合成法合成乙酰水楊

6、酸的實驗技術比用濃硫酸作催化劑的加熱合成法速度快數10倍，產率和純度均較高，不污染環境，避免濃硫酸存在造成的設備腐蝕和操作的不安全因素，適合21世紀綠色合成，經濟環境可持續發展的要求。其他類型催化劑1、維生素C為催化劑維生素C是一種內酯類化合物，分子中有一雙烯醇結構，呈酸性和還原性，對酯化反應有一定的催化作用，催化效率與溫度有關。用維生素C為催化劑催化的該反應，反應速度快，操作簡單，催化劑無需回收，反應條件溫和，不腐蝕儀器設備，對環境無污染。維生素C是一種常見的維生素類藥，價廉易得，以其作為催化劑具有獨特的優勢，具有一定的工業應用前景。2、以三氯稀土為催化劑三氯稀土是一種簡單、便宜和易得的Le

7、wis酸，具有可溶性強、可回收再使用、對設備腐蝕輕、無污染等優點，是一種可望用來解決傳統Lewis酸造成環境污染問題的環境友好催化劑，符合綠色化學的時代潮流。用三氯稀土作催化劑與用濃硫酸作催化劑效果相當，但同時又克服了濃硫酸作催化劑所具有的腐蝕設備，污染化境的缺點。其中稀土中YC13的催化效果較好。用三氯稀土作催化劑，其優點在于反應結束分離出產品后，將水溶液蒸干，剩余物可再次用于該反應的催化，采用相同的反應條件，重復利用3次，產率不變，但成本較高。3、以碳酸鉀為催化劑實驗原理：用碳酸鉀代替濃硫酸或濃磷酸作催化劑合成阿司匹林。分析及比較：（1）K2C。作為催化劑合成阿司匹林具有較好的催化效果?？?/p>

8、服了濃酸作催化劑時對設備的腐蝕，造成環境污染等缺點。4、以活性炭固載SnCl45HO為催化劑通過用活Tt炭固載SnCl4-5H20作為催化劑催化合成阿司匹林。該催化劑具有催化活性高、反應時間短、易分離、無污染的特點，符合綠色生產的要求，且具有較高的實用價值，可代替其它催化劑。其催化效果良好，不僅改善了傳統用的催化劑硫酸帶來的腐蝕設備，環境污染等缺點，而且比活炭周載A1C1,催化的產率高1弓I。該催化劑還可以通過簡單的操作便可回收利用，符合綠色生產的要求，具有投入工業生產的價值。5、強酸樹脂環境友好催化用強酸性陽離子交換樹脂作催化劑比傳統的濃硫酸作為催化劑合成阿司匹林有更高的收率，且無腐蝕性，不

9、污染環境，反應重現性好強酸性陽離子交換樹脂作為一種綠色催化劑催化活性高，后處理簡單，可重復利用3次，所得產品結品色擇好。在工業生產中，可簡化生產工藝，節省能源最主要的是它可以避免如濃硫酸催化時，對經基苯甲酸的破壞以及引起自身縮合等副反應。6、以離子液體為催化劑可使用的離子液體有Brdnsted酸性離子液體HmimBF4、bmimHSO4和bmimH2PO4例如采用Br離子液體對阿司匹林的合成有較好的催化作用。產物和離子液體不溶而分層，便于分離，且離子液體可以重復使用。離子液體不僅是一種綠色溶劑，在反應中還顯示出反應速率快，轉化率高，反應的選擇性高，催化體系可循環重復使用等優點。阿司匹林的工業制

10、法：苯酚與二氧化碳在氫氧化鈉存在下在高溫高壓的條件下反應，得到水楊酸二鈉鹽（Kolbe-Schmidt反應）。反應后加入稀硫酸中和。加入乙酸酊進行乙酰化，得到阿司匹林。這是由酚羥基的特殊性質決定，酚羥基很難直接和乙酸發生酯化反應。該反應實際上依然是酯化反應。阿司匹林的其他合成方法就是以不同的催化劑來催化合成。本實驗采用傳統法來合成阿司匹林。水楊酸分子中含羥基（一OH、竣基（一COOH具有雙官能團。本實驗采用以強酸為硫酸作為催化劑，以乙酊為乙?；噭?，與水楊酸的酚羥基發生酰化作用形成酯。反應如下：COOHOOH2SQPpOH+CH3COCCHs水楊酸乙酸酊COOH10CCH+CHC00HIOCC

11、H3+CH3COOH=O乙酰水楊酸乙酸引入酰基的試劑叫?；噭Ｓ玫囊阴；噭┯幸阴Ｂ?、乙酊、冰乙酸本實驗選用經濟合理而反應較快的乙酊作酰化劑。副反應有：水楊酸聚合物本實驗可能產生的副產物有：乙酰水楊酸酊，水楊酸，乙酸苯酯，水楊酸苯酯，乙酰水楊酸苯酯；可能的副反應：原料水楊酸可能帶入脫竣產物苯酚和水楊酸苯酯，與原料醋酸酊酸化，生成乙酸苯酯和水楊酸苯酯。另外苯酚和水楊酸苯酯有可反應生成乙酰水楊酸苯酯，三者不溶于碳酸鈉。制備的粗產品不純，除上面兩副產品外，可能還有沒有反應的水楊酸等雜質。本實驗用FeCl3檢查產品的純度。雜質中有未反應完酚羥基，遇FeCl3呈紫藍色。如果在產品中加入一定量的FeC

12、l3,無顏色變化，則認為純度基本達到要求。三、主要儀器及試劑試齊I：水楊酸2.00g(0.015mol),乙酸酊5mL(0.053mol),NaHCO3(aq)4mol/L鹽酸，濃流酸，冰塊，95叱醇，蒸儲水，1%FeCl3。儀器：150mL錐形瓶，5mL吸量管(干燥，附洗耳球)，100mL250mL500m成杯各一只，加熱器，橡膠塞，溫度計，玻璃棒，布氏漏斗，表面皿，50mL量筒，烘箱四、實驗步驟1 .乙酰水楊酸制備(1)稱取水楊酸1.98g于錐形瓶(150mL;在通風條件下用吸量管取乙酸酊3mL加入錐形瓶，滴入5滴濃流酸，(濃硫酸用量要控制(V<0.2mD，附乙酰水楊酸分解126C-

13、135C,水楊酸與乙酊混合后沒有及時加硫酸并加熱，會發生較多副反應)搖動使固體全部溶解，蓋上帶玻璃管的膠塞，在事先預熱的水浴中加熱約10-15min。水浴裝置：500m設杯中加100mLK、沸石，用溫度計控制85C-90C0(2)取出錐形瓶，將液體轉移至250mL燒杯并冷卻至室溫(可能會沒有晶析出)。加入50mL*,同時劇烈攪拌(攪拌要激烈，否則會析出塊狀物體，影響后續實驗)，冰水中冷卻10min,晶體完全。(3)抽濾。冷水洗滌幾次，盡量抽干，固體轉移至表面皿，風干.2 .乙酰水楊酸提純(1)粗產品置于100mL燒杯中緩慢加入飽和NaHCO溶液，產生大量氣體，固體大部分溶解。共加入約5mL飽和

14、NaHCO3(a橫拌至無氣體產生。(2)用干凈的抽濾瓶抽濾，用5-10mL水洗(可先轉移溶液，后洗)。將濾液和洗滌液合并并轉移至100mL燒杯中，緩緩加入15mL4mol/L的鹽酸(加入鹽酸要滴加，加入過快會導致析出過大的晶粒影響干燥)。邊加邊攪拌，有大量氣泡產生。（3）用冰水冷卻10min后抽濾，2-3mL冷水洗滌幾次，抽干。干燥（烘箱55min）。稱量（產品秤量理論：2.58g）。（4）產品純度檢驗：取幾粒結晶，加5mL*,加少量乙醇增加其解度，滴加1%FeCl3溶液。檢驗純度。（5）雜質的含量是=所得產物的總質量一產品的理論值五、實驗注意事項及參考數據1、參考數據：名稱分子量m.p.或b.p.水醇醴水楊酸138158(s)微易易醋酊102.09139.35(l)易溶OO乙酰水楊酸180.17135(s)溶、熱溶微2、注意事項1）、實驗在通風櫥中進行，因為乙酸酊具有強烈刺激性，并注意不要粘在皮膚上。2）、儀器要全部干燥，藥