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柠檬酸催化合成阿司匹林 王伟芳 (1002） 摘要：以水杨酸和乙酸酐为原料，柠檬酸为催化剂合成阿司匹林，探讨了酸酐物质的量比、催化剂用量和反应时间、反应温度对产品收率的影响。研究结果表明，当酸酐物质的量比为1:3，柠檬酸用量为1.0克，反应时间为40分钟，反应温度为700摄氏度，纯化后阿司匹林收率达91.0%。 关键词：阿司匹林、催化剂、柠檬酸 I 引言： 阿司匹林是水杨酸类解热、镇痛药的代表，用于临床已有100年历史、现仍广泛用于治疗伤风、感冒、头痛、神经痛、关节痛、急性和慢性风湿痛及类风湿痛等。近年来发现阿司匹林为不可逆的花生四烯酸环氧醚抑制剂，还能抑制血小板中血栓素A2合成，具有强效的抗血小板凝聚作用，已在临床用于心血管系统疾病的防范和治疗。最近研究还表明，阿司匹林和其它非甾体抗炎药对结肠癌和老年痴呆症也有预防作用【1】。阿司匹林被分解后，会变为水杨酸盐，其能阻止自由基的形成，从而预防氨基糖类抗生素所致耳聋的发生。阿司匹林的稀溶液用于浇灌果树，有减少落花、落果、增加结果率等功效【2】。 阿司匹林通常用乙酸酐作酰化剂将水杨酸酰化而得，反应式如下： 传统方法所用的催化剂为浓硫酸，但浓硫酸对设备腐蚀性强且存在废酸排放等缺点。对该反应使用的催化剂开展了许多研究，已见报道的催化剂有固体Na2CO3【3】、固体KOH【4】、硫酸氢钠【5】、维生素C【6】、乙酸钠【7】等，它们各有其优缺点。用磷酸二氢钠催化合成阿司匹林，产率只有76%【8】。因此还必须寻找一种催化效果良好、简单易得同时对环境污染较小的可以进行工业化的新型催化剂。柠檬酸是有机酸，具有酸性和还原性，能溶于水和有机物中。本文利用它来催化水杨酸与乙酸酐酰化合成阿司匹林，并探讨了催化合成条件，取得预期的效果。 II 实验部分： 实验目的 ① 了解阿司匹林的发展历史、功能及合成方法； ② 通过阿司匹林的合成了解药物的合成方法； ③ 学习根据化合物性质进行产物纯化的方法； ④ 培养根据文献设计实验的能力。 1.2 主要试剂与仪器 仪器：磁力搅拌器、过滤装置、磨口玻璃仪器、平底电热套、控温仪、 循环水真空泵； 试剂：水杨酸，乙酸酐，柠檬酸。 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,是一种非 常普通的, 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, 阿斯匹林还可以软化血管,人们正在发现它的某些新功能.1897 年 8 月 10 日 德国拜耳公司费利克斯霍霍夫曼成功地合成出来. 阿斯匹林是由水杨酸(邻羟基苯甲酸)与醋酸酐进行酯化反应而得的.水杨酸可由水杨酸甲酯,即冬青油(由冬青树提取而得)水解制得.阿斯匹林是一种具有双官能团的化合物,一个是酚羟基,一个是羧基,羧 基和羟基都可以发生酯化,而且还可以形成分子内氢键,阻碍酰化和酯化反应的发生. 实验试剂及产物的物理性质 名称 分子量 性状 折光率 ρ /g.cm-3 m.p /℃ b.p/℃ 溶解度 乙酸酐 102.09 无色液 1.3904 1.0820 -73.1 140.0 易溶 水杨酸 138.12 白色晶 1.443 159 211 微溶 乙酸 60.05 无色液 1.3718 1.0492 16．7 117.9 易溶 柠檬酸 无色晶 易溶 乙酰水杨酸 1.35 135 微溶 实验方法 反应瓶中加入水杨酸、乙酸酐和一定量的催化剂柠檬酸，将反应瓶置于700摄氏度的水中，开启磁力加热搅拌器进行水浴反应，同时计时并观察反应瓶内的反应现象。反应40分钟后，将瓶取出，先用冰水洗涤反应瓶内壁，待结晶形成后，加入50毫升水，并置于冰水浴中冷却，已使结晶完全，抽滤、干燥得白色针状阿司匹林。必要时可进行重结晶。 结果分析： 产物的状态： 颜色： 效率： 折光率： 产量： 沸点： Ⅲ、实验结果讨论： 实验结果： 产物的状态：针状 颜色：灰白色 效率： 折光率： 产量： 沸点： 红外光谱图： 结果讨论： 实验结束后得到的阿司匹林为灰白色的细微针状晶体，用三氯化铁检验时，发现我们的产品不纯。经过分析，的知原因有二：1:在加原料时由于量取的液体体积和所称量固体的质量读数不准确，以至于在反应结束后，参加反应的原料还有剩余，造成了产品的不纯；2：在反应过程中没有控制好温度，在进行实验之前未弄明白磁力搅拌器的正确使用方法，至使温度过高，发生了副反应，产生了副产品，使产品不纯。还有得到的阿斯匹林并不是明显的针状，经过分析原因