簡介:基礎(chǔ)化學(xué)實驗Ⅱ(有機化學(xué)實驗),乙酰水楊酸,ACETYLSALICYLICACID,實驗技能訓(xùn)練要點,1、熟練控制反應(yīng)溫度操作2、了解經(jīng)典的藥物原料在實驗室合成流程,一、實驗?zāi)康呐c要求,二、實驗原理,三、裝置圖,四、實驗操作步驟及注意事項,五、實驗討論,六、實驗思考問題,內(nèi)容提要,七、實驗延伸,一、實驗要求與目的,,,,3、熟練反應(yīng)中的溫度控制,1、學(xué)習并掌握芳香羧酸酯的制備原理,2、掌握合成乙酰水楊酸的操作方法,二、實驗原理,,,1、起源乙酰水楊酸通常稱為阿司匹林(ASPIRIN),是一個廣泛使用的具有解熱止痛作用治療感冒的藥物,是替代水楊酸的化合物,改善了水楊酸對腸胃的刺激作用。18世紀從柳樹皮中提取出了水楊酸,19世紀末人工合成出了乙酰水楊酸。,2、本實驗中的主副反應(yīng),水楊酸是雙官能團化合物,可進行兩種酯化反應(yīng),其中以鄰羥基苯甲酸水楊酸為原料,其酚羥基與乙酸酐在酸性條件下反應(yīng),生成乙酰水楊酸,而水楊酸中的羧基與過量的甲醇反應(yīng)可生成水楊酸甲酯冬青油,它是作為冬青樹的第一個香味成分被發(fā)現(xiàn)的,為了除去此副產(chǎn)物,利用乙酰水楊酸易溶于碳酸氫鈉生成可溶性鈉鹽,而聚合物不溶,從而過濾除去。再將乙酰水楊酸的鈉鹽從鹽酸中析出,以達到純化的目的。,水楊酸自聚是本實驗的主要副反應(yīng),另外,水楊酸也是產(chǎn)物中的一個雜質(zhì),一部分來自反應(yīng)不完全,一部分來自產(chǎn)物的水解,可在各步純化過程和產(chǎn)物的重結(jié)晶過程中被除去。用三氯化鐵檢驗,若有水楊酸,則顯紫色,這是酚羥基的特征反應(yīng)。,若需更純的產(chǎn)品,再用適量乙酸乙酯重結(jié)晶。,,3、機理同乙酸乙酯,4、主要試劑的物化常數(shù),飽和碳酸氫鈉水溶液濃鹽酸1三氯化鐵溶液,水楊酸乙酸酐濃硫酸乙酸乙酯,三、裝置圖,,水浴控溫加熱裝置抽濾裝置有機溶劑重結(jié)晶裝置,四、實驗操作步驟,(一)操作步驟各試劑用量均減半量),在100ML干燥錐形瓶中加入20克水楊酸、5ML乙酸酐和5滴濃硫酸,旋搖錐形瓶使水楊酸全部溶解后,在水浴上加熱510分鐘,控制浴溫在8590℃。冷至室溫,即有乙酰水楊酸結(jié)晶析出。如不結(jié)晶,可用玻璃棒摩擦瓶壁并將反應(yīng)物置于冰水中冷卻使結(jié)晶產(chǎn)生。,合成,加入50ML水,將混合物繼續(xù)在冰水浴中冷卻使結(jié)晶完全。減壓抽濾,用濾液反復(fù)淋洗錐形瓶,直至所有晶體被收集到布氏漏斗。再用少量冷水洗滌結(jié)晶幾次,繼續(xù)抽吸將溶劑盡量抽干。粗產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至表面皿上,在空氣中風干,稱重,粗產(chǎn)物約15克。,將粗產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至100ML燒杯中,在攪拌下加入25ML飽和碳酸氫鈉溶液,加完后繼續(xù)攪拌幾分鐘,直至無二氧化碳氣泡產(chǎn)生。抽氣過濾,副產(chǎn)物聚合物被濾出,用510ML水沖洗漏斗,合并濾液,倒入預(yù)先盛有45ML濃鹽酸和10ML水配成溶液的燒杯中,攪拌均勻,即有乙酰水楊酸沉淀析出。將燒杯置于冰水浴中冷卻,使結(jié)晶完全。,,,提純及檢驗,減壓抽濾,用潔凈的玻塞擠壓濾瓶,盡量抽去濾液,再用冷水洗滌23次,抽干水分。將結(jié)晶移至表面皿上,干燥后約15克,熔點133135℃。取幾粒結(jié)晶加入盛有5毫升水的試管中,加入12滴1三氯化鐵溶液,觀察有無顏色變化。,為了得到更純的產(chǎn)品,可將上述結(jié)晶的一半溶于最少量的乙酸乙酯中(約需23ML),溶解時應(yīng)在水浴上小心加熱,如有不溶物出現(xiàn),可用熱濾除去。將濾液冷至室溫,阿司匹林晶體析出。乙酰水楊酸為白色針狀晶體,熔點135136℃。,進一步提純,(二)數(shù)據(jù)記錄,產(chǎn)物名稱乙酰水楊酸產(chǎn)物外觀產(chǎn)量(G)熔程℃產(chǎn)率FECL3檢驗結(jié)果,(三)注意,合成中1、滴加濃硫酸時,要加一滴搖勻,再加下一滴,加完使水楊酸完全溶解。若放置出現(xiàn)固體,不用重做,因這可能已有少量的產(chǎn)物生成。2、水浴溫度升至85℃,再將反應(yīng)瓶放入,并時加搖動。3、自然冷卻后再用冰水冷卻并摩擦攪拌至有大量固體析出后再加入50ML水使結(jié)晶完全。若有油狀物出現(xiàn),要加熱溶解后,再重新冷卻。,分離時4、用濾液母液將結(jié)晶全部轉(zhuǎn)移到布氏漏斗中,粗產(chǎn)物盡量抽干5、飽和碳酸氫鈉溶液的清液加入,若有副產(chǎn)物,為白色粘狀物6、加酸析出產(chǎn)物也要盡量抽干水,不做熔點7、要鑒定水楊酸的有無,用三氯化鐵,會寫出反應(yīng)方程式,提純時8、將所有產(chǎn)品溶于約2ML乙酸乙酯中重結(jié)晶,熔點135136℃,不測純度鑒定時9、由于乙酰水楊酸受熱易分解,故測熔點時,應(yīng)先預(yù)熱至120℃,再將樣品放上,(四)提問,1、在合成時,加入濃硫酸的目的是什么2、本反應(yīng)中的主要副產(chǎn)物有哪些如何除去3、測定乙酰水楊酸的熔點時,在操作時要注意什么,五、實驗討論,酚羥基酯化的影響因素。,六、實驗思考問題,1、寫出水楊酸與三氯化鐵溶液的反應(yīng)方程式。2、乙酰水楊酸的藥物名稱是什么它對哪些病癥有療效3、你對本實驗有什么建議或意見4、請將乙酰水楊酸的紅外、核磁譜圖中的各峰進行歸屬。5、反應(yīng)體系中,水分的存在對反應(yīng)有無影響6、阿司匹林純化時,加入飽和碳酸氫鈉水溶液的目的何在,七、實驗延伸,A其他相關(guān)實驗實驗4-15“冬青油”的合成實驗4-13“8-甲?;?-羥基-6-氯香豆素-3-羧酸乙酯”的合成,有興趣者可以一起來討論,B參考書,(1)有機化學(xué)實驗.蘭州與復(fù)旦合編(第二版)北京高等教育出版社,1994.(2)有機化學(xué)實驗.蘭州大學(xué)(第三版)北京高等教育出版社,2010.(3)胡宏紋有機化學(xué)第3版.南京大學(xué)北京高等教育出版社,2006.(4)魏青基礎(chǔ)實驗Ⅱ(有機化學(xué)實驗)北京科學(xué)出版社,2011,
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