5.3阿司匹林的制备（讲义）-《有机化学实验实训》同步教学（化学工业出版社）

阿司匹林的制备 1、任务介绍 人类医药史上的三大杰作是什么？ 阿司匹林、青霉素和安定。 阿司匹林，主要用于治疗感冒、发热、头痛、风湿、心脑血管等疾病。 青霉素，主要用于抗菌、消炎等。 安定，主要用于镇静、催眠、抗癫痫、抗惊厥等。 阿司匹林早在1853年就已经合成，1900年正式由德国拜尔药厂生产。 它是白色的晶体，熔点135℃，微溶于水。阿司匹林是一种广泛使用的解热、镇痛与抗炎药物。近年来，科学家还新发现了阿司匹林具有预防心脑血管疾病的作用，因而得到高度重视。 阿司匹林又是如何制备的呢？ 阿司匹林是由水杨酸和乙酸酐，在浓硫酸的催化下，发生酰化反应来制备的。反应式如下： 水杨酸在酸性条件下受热，还可以发生缩合反应，生成少量的聚合物： 水杨酸，邻羟基苯甲酸，存在于柳树中，它也具有止痛、退热和消炎作用，我们的老祖宗早就通过嚼柳树皮来退烧和止痛的，但是，由于水杨酸对口腔及胃肠道黏膜刺激较大而未能得到广泛应用。 水杨酸是一个具有羧基和酚羟基的双官能团化合物，能进行两种不同的酯化反应。当羧基与甲醇反应时，生成水杨酸甲酯，俗称冬青油。如果用乙酸酐作酰化剂时，就可以与酚羟基反应生成乙酰水杨酸，即阿司匹林。 反应合成后，我们采用了化学方法来精制、提纯阿司匹林。首先，用阿司匹林与碳酸氢钠反应生成水溶性的钠盐，即乙酰水杨酸钠，作为杂质的副产物则不能与碳酸氢钠反应，通过过滤后即可除去；再用稀盐酸与乙酰水杨酸钠反应，阿司匹林即可结晶析出，通过过滤后即可得到阿司匹林产品。 2、学习目标 1）知识目标 ①掌握由醋酸酐酰化水杨酸来制备阿司匹林的原理。 ②掌握重结晶提纯阿司匹林的原理。 ③了解阿司匹林在医药工业中应用及功能。 2）技能目标 ①学会组装、拆除和使用恒温水浴反应装置。 ②学会阿司匹林结晶的操作技巧。 ③学会重结晶提纯阿司匹林的操作技术。 ④熟练应用减压过滤操作技术。 3）素养目标 ①具备规范操作和安全环保理念。 ②团队合作、实事求是、严肃认真的科学态度。 3、仪器设备与药品 1）仪器设备 铁架台、温度计、电热套、球形冷凝管、圆底烧瓶、循环水真空泵、布氏漏斗、抽滤瓶、烧杯等。 2）药品 饱和碳酸氢钠、浓硫酸、水杨酸、乙酸酐、（1：2）盐酸等。 4、训练方法 1） 酰化反应 ① 添加物料 往干燥的100mL圆底烧瓶中加入4g水杨酸、10mL乙酸酐和几粒沸石，在不断振摇下缓慢滴加5～7滴浓硫酸。 ② 组装反应装置 如图3.4.1所示，定好电热套和铁架台的位置，调整铁夹高度；把一个500mL烧杯放入电热套内，再把添加好反应物料的圆底烧瓶放入500mL烧杯中，用铁夹固定；安装球形冷凝管，并用铁夹固定；把温度计放入烧杯中，测温球的位置与反应物料位于同一水平面，注意不能接触烧杯壁和圆底烧瓶；往500mL烧杯中注水，高度以高于反应物料1cm左右为宜；最后按照“下进上出”的规则，用乳胶管接通冷却水。 图3.4.1 阿司匹林反应装置 ③ 加热反应 接通电热套的电源，调节电压，加热、反应。反应初始时，为了使水杨酸溶解，防止结块，应该一手抓铁架台，一手抓圆底烧瓶，使圆底烧瓶脱离烧杯后振摇多次。调节加热电压，控制水浴温度在70～85℃反应35分钟，85～95℃反应25分钟。 ④ 拆除反应装置 反应完毕，关闭电热套加热电源，停止加热。稍冷后，停通冷却水。按照安装的相反顺序，先拆除乳胶管，排出乳胶管和球形冷凝管内的冷却水，再拆除球形冷凝管、温度计、烧杯、电热套和铁架台，装置恢复原状。注意倒出烧杯中的热水时，小心烫伤。 2）结晶 取一个500mL烧杯，加入150mL左右的冷水和100g左右的碎冰块，配制冰—水浴冷却剂。 取一个200mL烧杯，加入100mL冷水，不停搅拌下，把反应物料倒入该烧杯中，并及时把该烧杯放入装有冰—水冷却剂的500mL烧杯中，用冰-水浴冷却、静置。稍等后，如果没有阿司匹林结晶析出或者析出不够完全，则用玻璃棒不断摩擦杯壁或者添加晶种以促使阿司匹林结晶完全。当反应物料呈现乳白色的牛奶状，阿司匹林结晶析出完全以后，停止摩擦杯壁，静置一会儿。 3）减压过滤 先把圆形滤纸装入布氏漏斗中，用水湿润，再把布氏漏斗插入抽滤瓶中，并用乳胶管连接抽滤瓶和循环水真空泵的抽滤嘴，接通电源，启动循环水真空泵。把滤液和晶体一起倒入布氏漏斗中进行减压过滤，用冷水洗涤烧杯壁上的残留晶体，并一起减压过滤。减压过滤完毕，抽出布氏漏斗，关闭循环水真空泵，倒出抽滤瓶中的滤液，清洗抽滤瓶。 4）重结晶 ① 与饱和碳酸氢钠反应 收集粗产物，放入100mL烧杯中，加入50mL饱和碳酸氢钠溶液，并不断搅拌，直至没有二氧化碳气泡产生为止。 ② 减压过滤 组装减压过滤装置进行减压过滤，以除去不溶性杂质。并用干净的100mL烧杯收集滤液，把滤饼和滤纸回收，放于垃圾箱中。注意！本操作步骤收集滤液！！ ③ 与