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乙酰水杨酸的制备实验解读

一、实验原理

乙酰水杨酸即阿斯匹林(aspirin),是19世纪末合成成功的,作为一个有效的解热止痛、治疗感冒的药物,至今仍广泛使用,有关报道表明,人们正在发现它的某些新功能。

阿斯匹林是由水杨酸(邻羟基苯甲酸)与醋乙酰水杨酸的制备实验解读酸酐进行酯化反应而得的。水杨酸分子中的羧基与酚羟基之间形成分子内氢键,阻碍了酚羟基的酰化。为了使酰化反应顺利进行,常加入浓硫酸或磷酸将氢键破坏。

主反应:

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副反应:

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二、反应试剂、产物、副产物的物理常数

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三、药品

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四、实验流程

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五、实验装置图

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热水浴干燥装置 (1)反应装置(2)减压过滤装置    

六、实验内容

在50ml干燥的锥形瓶中,加入3g(0.022mol)水杨酸,缓缓加入5ml(0.053mol)醋酸酐,塞紧塞子不断摇动,使固体全部溶解,打开瓶塞滴入5滴浓磷酸,然后在水浴上加热,温度控制在80-90℃并不断摇动,维持反应10-15min,然后冷却至室温,在振摇下慢慢加入3ml水,以分解过剩的醋酸酐,然后再加入15-20ml水,放在冰浴上静置冷却,有大量结晶析出时,抽滤,用少量冰水分次洗涤结晶,抽干,将粗制的乙酰水杨酸转移到100ml烧杯中,加入25ml饱和碳酸氢钠溶液,当无CO2产生时,再抽滤一次,除去不溶性杂质,滤液用100ml烧杯承接,在滤液中边搅拌边加入12ml 18%的HCl溶液,则结晶析出。在冰浴中冷却5min,抽滤,结晶用少量水洗涤2-3次。产品干燥称重并计算产率。取少许样品溶于2ml乙醇中,滴入FeCl3溶液1-3d,观察有无颜色反应。

纯乙酰水杨酸为白色针状结晶。熔点mp=135.8℃。 

七、思考题

1、本实验所用的浓磷酸和醋酸酐均有很强的腐蚀性,使用时应注意什么?

 答:浓磷酸和醋酸酐均有很强的腐蚀性,使用时须小心。如溅在皮肤上,应立即用大量的水冲洗。

2、本实验为什么采用干燥仪器?

答:因制备乙酰水杨酸时所用的试剂乙酸酐易水解生成乙酸,影响酰化反应效果,所以采用干燥仪器从而避免乙酸酐水解。

【注:凡是将与乙酸酐接触的仪器都应该干燥无水,如三角烧瓶、量取乙酸酐的量筒、吸取浓磷酸的滴管。】

3、磷酸在本实验中的作用是什么?

答:催化剂。因为水杨酸分子中的羧基与酚羟基之间形成了分子间氢键,阻碍了酚羟基的酰化。为了使酰化反应顺利进行,常加入磷酸或硫酸将氢键破坏。

4、为什么使用新蒸馏的乙酸酐?

答:长时间放置的乙酸酐遇空气中的水,容易分解成乙酸,所以在使用前必须重新蒸馏,收集137.5-139.5℃馏分。

【注:蒸馏乙酸酐时要使接收产品用的三角烧瓶与接收管之间密封,接收管上的支管处要连接无水氯化钙干燥管,避免空气中的水蒸气进入系统,见下图】

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5、为什么控制反应温度在70℃左右?

答:反应温度不宜过高,否则将增加副产物(如水杨酰水杨酸酯、乙酰水杨酰水杨酸酯)的生成。

6、本实验是否可以使用乙酸代替乙酸酐?

答:不可以。苯酚存在共轭体系,氧原子上的乙酰水杨酸的制备实验解读电子云向苯环移动,使羟基氧上的电子云密度降低,导致酚羟基亲核能力较弱,进攻乙酸羰基碳的能力较弱,所以反应很难发生。  

7、本实验中可产生什么副产物?

答:本实验的副产物包括水杨酰水杨酸酯、乙酰水杨酰水杨酸酯和聚合物。

8、抽滤时,怎样洗涤产品?

答:洗涤时,应先拨开乙酰水杨酸的制备实验解读吸滤瓶上的橡皮管,加少量溶剂在滤饼上,溶剂用量以使晶体刚好湿润为宜,再接上橡皮管将溶剂抽干,此时为完成一次洗涤,一般需重复洗涤2-3次。

9、乙酰水杨酸还可以使用溶剂进行乙酰水杨酸的制备实验解读重结晶?重结晶时需要注意什么?

答:还可以用乙醇-水、乙酸、苯、石油醚(30-60℃)等溶剂进行重结晶。重结晶时,溶液不能加热过久,以免乙酰水杨酸分解。当用有机溶剂重结晶时,不能用烧杯等敞口容器进行,而应用回流装置,以免溶剂的蒸气的散发或火灾事故的发生。热过滤时,应避免明火,以防着火。

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10、熔点测定时需要注意什么问题?

答:产品乙酰水杨酸易受热分解,因此熔点不明显,它的分解温度为128-135℃。用毛细管测熔点时宜先将溶液加热至120℃左右,再放入样品管测定。

11、通过什么样的简便方法可以鉴定出阿斯匹林是否变质?

答:为了检验产品中是否还有水杨酸,利用水杨酸属酚类物质可与三氯化铁发生颜色反应的特点,用几粒结晶加入盛有3ml水的试管中,加入1-2滴1%三氯化铁溶液,观察有无颜色反应(紫色)。

【若出现紫色,说明产品中含有未反应的原料水杨酸,需要进行重结晶除去杂质;若观察不到紫色,说明产品中不含有未反应的原料水杨酸,产品是纯的,这是我们希望看到的结果。】

(责任编辑:化学自习室)
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