乙酰水杨酸的合成及表征.docx

实验四 乙酰水杨酸的合成及检测（4学时）阿司匹林为解镇痛药，用于治疗伤风、感冒、头痛、发烧、神经痛、关节 痛及风湿病等近年来，又证明它具有抑制血小板凝聚的作用，其治疗范围又进 一步扩大到预防血栓形成，治疗心血管疾患阿司匹林化学名为 2-乙酰氧基苯甲 酸，化学结构式为：广丁 OCOCl^COOH阿司匹林为白色针状或板状结晶，mp.135〜140°C，易溶乙醇，可溶于氯仿、乙醚，微溶于水合成路线如下：COOH(CH3CO)2OCOOHCH3COOH一、实验目的1．了解酯类的合成方法，熟悉酰化反应的原理和实验操作； 2．掌握有机化合物的纯化机理和基本操作，掌握其纯度的检测方法 3．了解工业化生产与实验室小试工艺间的区别与联系；二、实验原理1、合成：原料水杨酸是双官能团化合物，它即是酚又是芳香族羧酸，因此它能 进行两种不同的酯化反应既可与甲醇反应生成水杨酸甲酯（即冬青油），又可与 乙酸酐作用，使水杨酸分子中酚羟基上的氢原子被乙酰基取代，从而得到乙酰水 杨酸本实验采用将水杨酸和乙酸酐，在少量浓硫酸催化作用下，通过破坏水杨酸分子中羧基与酚羟基间形成的氢键，从而使得乙酰化反应容易完成，其机理式：_OCOOH CH3 —C"OOH + CH3 -C「O3—H+-失质子消除o^c xch3LCOOH+ CH3-O -——+H+——-ch3cooh2、纯化：由于水杨酸的苯环上既有羟基又有羧基，在反应过程中会形成一种高聚物副产物：OH/\—(n—1)HQ -OH0—C—O—Hjn可以利用乙酰水杨酸与NaHCO3反应生成水溶性的钠盐，而高聚物不溶于 NaHCO3溶液的原理，通过过滤将高聚物分离出去。

然后再用酸将乙酰水杨酸沉 淀出来，从而达到纯化产品的目的，其反应式如下：LCOOH+ NaHCO3H3 + NaHCO3COONaH + H0 + C023O\Z-COOHC-ch3+ NaClO白色晶体3、重结晶：在最终产物中最有可能产生的杂质是水杨酸本身，这是由于乙酰化 反应不完全或是产物在分离步骤中发生水解造成的因此还可以用乙醇、丙酮或 乙酸乙酯对最终产物进行重结晶，从而得到纯度更高的产品——阿司匹林由于阿司匹林的生产是一个成熟的工艺，将它与实验室制备作对比，从而了 解化工产品的工业生产与实验室制备的联系与区别三、实验预习题1．酰化反应的条件是什么？2．浓硫酸在反应中的作用是什么？能否用稀硫酸代替？ 3．本实验中所用的水杨酸和玻璃仪器必需是干燥的，为什么？4、本实验中可产生什么副产物？四、实验设备、仪器、试剂1．设备、仪器：旋转蒸发仪、循环水泵、电子天平、干躁箱，显微熔点仪、红 外、布氏漏斗及抽滤装置；100ml锥型烧瓶、10-50 ml量筒、250ml烧杯、100°C 温度计等；2．试剂： 水杨酸、乙酸酐、硫酸，碳酸氢钠、盐酸、 95％乙醇、 1%三氯化铁 丙酮或乙酸乙酯等；1．乙酰水杨酸的合成：1） 酯化：称量2g水杨酸（0.045mol）放入干燥的锥形瓶中，慢慢加入5ml乙酐（5.4g 0.053mol）,并滴加5〜6滴浓硫酸，轻轻摇荡锥形瓶使溶解，在80〜85°C水浴中加 热约15mi n,从水浴中移出锥形瓶，当内容物温热时慢慢滴入3~5mL冰水，此时 反应放热，甚至沸腾。

反应平稳后，再加入40〜50mL水，用冰水浴冷却，并用 玻棒不停搅拌，使结晶完全析出，若无晶体或出现油状物，可用玻棒（在冰水浴 中）摩擦内壁以助沉淀，抽滤，用少量冰水洗涤两次，得阿斯匹林粗产物2） 纯化：将阿斯匹林的粗产物移至烧杯中，加入25mL饱和NaHCO3溶液搅拌, 直至无CO2气泡产生，抽滤，用少量水洗涤，保留将洗涤液与滤液，弃去滤渣（此 滤渣为何物?）3） 首先在烧杯中放大约5mL浓盐酸并加入l0mL水，摇匀此盐酸水溶液，再将 步骤（2）的滤液倒入此烧杯中，阿斯匹林随即重复沉淀析出；再用冰水冷却令结 晶完全析出，抽滤，冷水洗涤，压干滤饼，自然晾干为佳 （产率约 80%，熔点 134〜136°C ）4） *重结晶：此内容供同学选做，选做的同学须在预习报告中提出并写清实验方 法；（提供的试剂为95％乙醇或丙酮）2．乙酰水杨酸纯度的检测与测定：由于水杨酸的酚羟基可与FeCl3稀试剂呈现颜色反应，产生Fe（II）—酚深紫色 络合物，所以可用1 %FeCl3溶液来定性检验产品的纯度1） 检验：将少量（少于0.05g）的水杨酸放入试管A，再将少量产品放入试管B内，然 后在A、B试管里各加入1ml左右的乙醇使其溶解，再在各试管里滴加几滴1%FeCl3 水溶液，观察和记录颜色变化，鉴定产品纯度；（可在合成与纯化后，各做一次检验，进行比较 ）2） 熔点的测定*（略）3） 产品的红外表征*（略）注：由于课时所限，凡标注*号的内容不做。

七、实验数据记录及处理表1、为什么使用新蒸馏的乙酸酐？加入浓硫酸的目的是什么？2、乙酰水杨酸还可以使用溶剂进行重结晶？重结晶时需要注意什么？ 3、通过什么样的简便方法可以鉴定出阿斯匹林是否变质？ 4、若在硫酸的存在下，水杨酸于乙醇作用将得到什么产物？写出反应方程式5、本实验是否可以使用乙酸代替乙酸酐？一、实验预习报告（要求：①简述实验目的和原理；②简述实验内容及步骤、仪器设备及试剂的名称；③简述 实验装置或流程；④了解注意事项，回答预习题）二、实验记录与数据处理（要求：根据化学反应方程式，计算理论产量，并与实际产量对比分析误差原因；写出计算过程，将实验记录与处理的结果填于表内）三、实验讨论（①分析误差原因，回答思考题；②试着从理论上解释现象，讨论你想讨论的问题；③阿司匹林的生产是一个成熟的工艺，与实验室制备相比较，了解化工产品的工业生产与实验室制 备的联系与区别，阐述自己的观点）。