爱华网阿司匹林的制备
医院药学10（2）班1003508229
摘要：本实验将比较全面地介绍阿司匹林（乙酰水杨酸），并通过实验分别用浓硫酸、浓磷酸，吡啶和乙酸钠作催化剂，由水杨酸与乙酸酐合成阿司匹林，比较四种催化剂对合成阿司匹林的催化效果，得出用乙酸钠（碱性催化剂）的催化作用最好。
关键词：阿司匹林乙酰水杨酸催化乙酸钠
一、阿司匹林简介
阿司匹林，化学名称是乙酰水杨酸，其中文俗名有：醋柳酸、巴米尔、力爽、塞宁、东青等。该药物是白色结晶或结晶性粉末；无臭或微带醋酸臭，味微酸，易溶于乙醇，溶于氯仿和乙醚，微溶于水，性质不稳定，在潮湿空气中可缓缓分解成水杨酸和醋酸而略带酸臭味，故贮藏时应置于密闭、干燥处，以防分解。
阿司匹林是一种历史悠久的解热镇痛药，诞生于1899年3月6日。早在1853年夏尔，弗雷德里克·热拉尔(Gerhardt)就用水杨酸与醋酸酐合成了乙酰水杨酸，但没能引起人们的重视；1898年德国化学家菲利克斯·霍夫曼又进行了合成，并为他父亲治疗风湿关节炎，疗效极好；1899年由德莱塞介绍到临床，并取名为阿司匹林(Aspirin)。到目前为止，阿司匹林已应用百年，成为医药史上三大经典药物之一，至今它仍是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药，也是作为比较和评价其他药物的标准制剂。
目前阿司匹林在临床上主要应用于以下几种情况：
（1）镇痛、解热可缓解轻度或中度的疼痛，如头痛、牙痛、神经痛、肌肉痛及月经痛，也用于感冒、流感等退热。本品仅能缓解症状，不能治疗引起疼痛、发热的病因，故需同时应用其他药物参与治疗。
（2）消炎、抗风湿阿司匹林为治疗风湿热的首选药物，用药后可解热、减轻炎症，使关节症状好转，血沉下降，但不能去除风湿的基本病理改变，也不能预防心脏损害及其他合并症。
（3）关节炎除风湿性关节炎外，本品也用于治疗类风湿性关节炎，可改善症状，为进一步治疗创造条件，对于炎症引起的骨骼肌肉疼痛有缓解作用。
（4）、抗血栓阿司匹林在体内能抑制血小板的释放，对血小板聚集有抑制作用，阻止血栓形成，临床可用于预防暂时性脑缺血发作、心肌梗塞、心房颤动、人工心脏瓣膜、动静脉或其他术后的血栓形成。也可用于治疗不稳定型心绞痛。
临床上还应用于（川崎病：皮肤黏膜淋巴结综合症），减少炎症反应和预防血管内血栓的形成。目前，合成阿司匹林的方法很多，虽然形式不同，但本质上均是以水杨酸和乙酸酐为原料，通过酰化反应，将水杨酸的酚羟基酰化，合成乙酰水杨酸。本论文通过四种催化剂合成阿司匹林，比较不同催化剂对阿司匹林的催化作用。
二、阿司匹林的制取（实验部分）
1、实验目的
（1）学习酰化反应的原理和方法，掌握阿司匹林的制备方法。
（2）掌握易氧化基团的保护方法。
（3）进一步掌握重结晶的操作技术、抽滤装置的安装与操作。
2、实验原理
采用水杨酸和乙酸酐在催化剂的催化作用下，发生酰基化反应来制取。反应式如下：
反应温度应控制在90℃以下，温度过高易发生下列副反应，同时水杨酸在酸性条件下受热，还可发生缩合反应，生成少量聚合物。
3、实验药品
水杨酸2.76g(0.2mol)10%碳酸氢钠溶液40ml95%乙醇
乙酸酐8ml（0.08mol）8%盐酸20ml三氯化铁试液
乙酸钠0.4g（或浓磷酸10滴或浓硫酸10滴或吡啶10滴）
4、实验装置图
5、实验步骤（以乙酸钠为例）
时间 | 操作步骤 | 现象 | 备注 |
13:30 | 在100ml干燥的锥形瓶中放置2.76g水杨酸（0.02mol）、8ml乙酸酐（0.08ml）和0.4g乙酸钠。 | 水杨酸：白色晶体 乙酸酐：无色液体，味道类似醋酸。 乙酸钠：无色液体，无味。 | 锥形瓶应充分干燥，防止乙酸酐水解。 |
13:43 | 振摇，使固体溶解，然后在磁力搅拌器上用水浴加热，控制浴温在85℃-90℃，磁力搅拌维持10min。 | 液体为无色透明溶液。 液体快速旋转。 | 磁力搅拌应尽可能快，让反应物充分反应。 |
14:01 | 将反应物冷却至室温（45℃左右），边振摇边慢慢加入26ml-28ml水。 | 加入水后液体冒出白雾， 锥形瓶变热。 | 将未反应的乙酸酐水解掉。反应放热。 |
14:16 | 在冰浴中冷却后，抽滤收集产物，用50ml冰水洗涤晶体，抽干。 | 溶液中有少数油状物产生，同时有大量白色晶体析出。 | 油状物为高聚物，说明乙酸酐水解不全。油状物太多会影响产品的析出。可再加入适量水将未反应的乙酸酐水解掉，在进行冷却抽滤。 |
14:46 | 将粗产物转移到100ml烧杯中，在搅拌下加入40ml10%的碳酸氢钠溶液。 | 有大量气体产生。溶液中可看到少数白色悬浊物。 | 将产品转化成盐，使其完全溶于溶液中。而高聚物不溶。 |
14:51 | 再加入适量10%的碳酸氢钠溶液。 | 有少量气体产生。 | |
15:00 | 抽滤除去少量高聚物。 | 滤纸上残留一些白色固体 | 抽滤过程中应将高聚物捣碎，里面可能含有产物。 |
15:06 | 滤液倒至100ml烧杯中，在不断搅拌下慢慢加入20ml8%盐酸。 | 溶液中有少量白色晶体析出。 | 酸化得到产物。 |
15:12 | 将混合物在冰浴中冷却，使晶体析出完全。 | 白色晶体析出。 | - |
15:32 | 抽滤，用少量水洗涤晶体2-3次。 | - | - |
15:52 | 干燥，称重。 | 得到产品2.2g。 | 减重法称重 |
16:12 | 取少量产品于试管中，加入一滴三氯化铁试液鉴别阴阳性（即纯度） | 溶液呈淡黄色 | 产物呈阴性（即纯净） |
6、实验结果与计算
以乙酸钠作为催化剂得产物乙酰水杨酸2.2g
根据反应式
1mol1mol
0.02mol0.02mol
理论上应得产物的质量为0.02mol*180g/mol=3.6g
百分产率α=实际产率/理论产率=2.2/3.6=61.1%
7、讨论
（1）取少量所得产物（绿豆大小），溶于乙醇（1ml），滴加适量三氯化铁溶液，发现溶液呈淡淡的黄色，说明产物中不存在或极少量存在水杨酸（杂质），产品纯度较高。
（2）实验产率为61.1%，接近给定的产率67%，说明本实验结果比较准确。出现产率比较低的原因可能是：
实验过程中，反应物未充分反应。
‚将乙酸酐水解时，由于其水解不充分，可采用再加水加热促使其水解的方法，温度过高，导致部分产物水解。
ƒ实验经过多次抽滤，可能由于操作不当，导致产物损失。
（3）注意事项：
乙酸酐具有强腐蚀性，使用时须小心。
‚反应过程中应严格控制好温度，以减少副反应的发生，同时减少产物的损耗。
ƒ用水洗涤反应液时，要充分搅拌，将大的固体黏性颗粒搅碎，以防重结晶时杂质不易溶解，导致产品不纯。
三、阿司匹林制备结果讨论
根据以上实验，结合其他同学实验所得的数据，实验结果汇总如下表：
不同催化剂作用下乙酰水杨酸的产量
催化剂 组别 | 浓硫酸（10滴） | 浓磷酸（10滴） | 吡啶（10滴） | 乙酸钠（0.4g） |
第一组 | 2.5g（+） | 0.6g（-） | 2.0g（-） | 1.6g（-） |
第二组  | 0.8g（-） | 1.2g（-） | 2.2g（-） | 1.0g（-） |
第三组 | 0.3g（-） | 0.4g（-） | 1.8g（-） | 1.4g（-） |
第四组 | 0.2g（-） | 0.6g（-） | 1.6g（-） | 2.2g（-） |
平均值 | 0.95g | 0.7g | 1.9g | 1.55g |
平均百分产率 | 26.4% | 19.4% | 52.8% | 43.1% |
由表中数据，可得出如下结论：
（1）不同催化剂对阿司匹林的合成(酰化反应)的催化作用不同。
（2）从表面上看，吡啶的催化效果最好，乙酸钠次之，浓硫酸催化效果相较而言较差，而浓磷酸催化所得产物是最低的。但进一步观察数据，可发现以乙酸钠作为催化剂的各组数据的实验结果偏差较大，且第二、三组的实验结果相对以吡啶作为催化剂的各组数据较低，则可以认为此两组试验在操作过程中存在较大偏差或错误，因此其催化效果应该比吡啶还好。
（3）碱性催化剂比酸性催化剂的催化效果好。
总的来说，对于阿司匹林的合成，四种催化剂中：乙酸钠对的催化效果最好，吡啶次之，而浓磷酸的催化效果是最差的。或可认为碱性催化剂比酸性催化剂的催化效果好。
参考文献：
[1][美]福尔哈特（Vollhardt，K．P．）、[美]肖尔（Schore，N．E．）著；戴立信，席振峰，王梅祥等译．有机化学：结构与功能（原著第四版）：化学工业出版社，2006．5：831-832
[2]互动百科（词条）：
http://www.hudong.com/wiki/阿司匹林
[3]李敏谊主编.有机化学实验.中国医药科技出版社，2007.3
[4]张彩华、张晓萍2.乙酰水杨酸(阿斯匹林)的制备.萍乡高等专科学校学报.2006(6)
[5]谷亨杰主编.有机化学实验(第二版)[M].高等教育出版社,2002.08.
