實(shí)驗(yàn)三 乙酰水楊酸的制備(4學(xué)時(shí)) 阿司匹林的歷史
早在1853年夏爾,弗雷德里克·熱拉爾(Gerhardt)就用水楊酸與醋酐合成了乙酰水楊酸,但沒(méi)能引起人們的重視;1898年德國(guó)化學(xué)家菲霍夫曼又進(jìn)行了合成,并為他父親治療風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎,療效極好;1899年由德萊塞介紹到臨床,并取名為阿司匹林(Aspirin)。到目前為止,阿司匹林已應(yīng)用百年,成為醫(yī)藥史上三大經(jīng)典藥物之一,至今它仍是世界上應(yīng)用最廣泛的解熱、鎮(zhèn)痛和抗炎藥,也是作為比較和評(píng)價(jià)其他藥物的標(biāo)準(zhǔn)制劑。在體內(nèi)具有抗血栓的作用,它能抑制血小板的釋放反應(yīng),抑制血小板的聚集,這與TXA2生成的減少有關(guān)。 臨床上用于預(yù)防心腦血管疾病的發(fā)作
根據(jù)文獻(xiàn)記載,都說(shuō)阿司匹林的發(fā)明人是德國(guó)的費(fèi)利克斯·霍夫曼,但這項(xiàng)發(fā)明中,起著非常重要作用的還有一位猶太化學(xué)家阿圖爾·艾興格林。
阿司匹林于1898年上市
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
1、通過(guò)本實(shí)驗(yàn)了解乙酰水楊酸(阿斯匹林)的制備原理和方法。
2、進(jìn)一步熟悉重結(jié)晶、熔點(diǎn)測(cè)定、抽濾等基本操作。
3、了解乙酰水楊酸的應(yīng)用價(jià)值。
二、實(shí)驗(yàn)原理
乙酰水楊酸即阿斯匹林(aspirin),是19世紀(jì)末合成成功的,作為一個(gè)有效的解熱止痛、治療感冒的藥物,至今仍廣泛使用,有關(guān)報(bào)道表明,人們正在發(fā)現(xiàn)它的某些新功能。
水楊酸可以止痛,常用于治療風(fēng)濕病和關(guān)節(jié)炎。它是一種具有雙官能團(tuán)的化合物,一個(gè)是酚羥基,一個(gè)是羧基,羧基和羥基都可以發(fā)生酯化,而且還可以形成分子內(nèi)氫鍵,阻礙酰
化和酯化反應(yīng)的發(fā)生。
阿斯匹林是由水楊酸(鄰羥基苯甲酸)與醋酸酐進(jìn)行酯化反應(yīng)而得的。水楊酸可由水楊酸甲酯,即冬青油(由冬青樹提取而得)水解制得。本實(shí)驗(yàn)就是用鄰羥基苯甲酸(水楊酸)與乙酸酐反應(yīng)制備乙酰水楊酸。
反應(yīng)式:
副反應(yīng):
如何分離乙酰水楊酸和副產(chǎn)物聚合物?
產(chǎn)物由于具有一個(gè)羧基,因此可以與堿反應(yīng)成鹽,從而溶于水:
而副產(chǎn)物無(wú)羧基,因此本實(shí)驗(yàn)后處理時(shí)用飽和碳酸氫鈉水溶液進(jìn)行處理。副產(chǎn)物由于不溶解,因此通過(guò)過(guò)濾即可分離。分離后的乙酰水楊酸鈉鹽水溶液通過(guò)鹽酸酸化即可得到產(chǎn)物。
三、試劑
2g (0.014mol) 水楊酸, 5.4g(5ml, 0.053mol)乙酐,飽和NaHCO3溶液,1% FeCl3溶液,乙酸乙酯,濃硫酸,濃鹽酸
四、步驟
在干燥的錐形瓶中加入2g水楊酸、5ml乙酐和5滴濃硫酸,旋搖錐形瓶使溶解,在80~90℃水浴中加熱約5~10min,從水浴中移出錐形瓶,當(dāng)內(nèi)容物溫?zé)釙r(shí)慢慢滴入3~5mL冰水,此時(shí)反應(yīng)放熱,甚至沸騰。反應(yīng)平穩(wěn)后,再加入40mL水,用冰水浴冷卻,并用玻棒不停攪拌,使結(jié)晶完全析出。抽濾,用少量冰水洗滌兩次,得阿斯匹林粗產(chǎn)物。
將阿斯匹林粗產(chǎn)物移至150mL燒杯中,攪拌下加入25mL飽和NaHCO3溶液,直至無(wú)CO2氣泡產(chǎn)生,抽濾,用少量水洗滌,將洗滌液與濾液合并,棄去濾渣(為何物?)。
先在燒杯中放大約5mL濃鹽酸并加入l0mL水,配好鹽酸溶液,再將上述濾液倒入燒杯中,阿斯匹林復(fù)沉淀析出,冰水冷卻令結(jié)晶完全析出,抽濾,,用潔凈的玻塞擠壓濾餅,再用冷水洗滌2—3次,抽干水分。將結(jié)晶移至表面皿上,干燥后約1.5g。熔點(diǎn)133—1550C。取幾粒結(jié)晶加入盛有5mL水的試管中,加入1—2滴1% FeCl3溶液,觀察有無(wú)顏色反應(yīng)。
五、注意事項(xiàng)
1、儀器要全部干燥,藥品也要實(shí)現(xiàn)經(jīng)干燥處理,醋酐要使用新蒸餾的,收集139~140℃的餾分。
2、產(chǎn)品乙酰水楊酸易受熱分解,因此熔點(diǎn)不明顯,它的分解溫度為128~135℃。因此重結(jié)晶時(shí)不宜長(zhǎng)時(shí)間加熱,控制水溫,產(chǎn)品采取自然晾干。
3、為了檢驗(yàn)產(chǎn)品中是否還有水楊酸,利用水楊酸屬酚類物質(zhì)可與三氯化鐵發(fā)生顏色反應(yīng)的特點(diǎn),用幾粒結(jié)晶加入盛有3mL 水的試管中,加入1~2滴1% FeCl3溶液,觀察有無(wú)顏色
反應(yīng)(紫色)。
4、本實(shí)驗(yàn)中要注意控制好溫度(水溫90℃)。
六、思考題
1、制備阿司匹林時(shí),加入濃硫酸的目的是什么?
2、本實(shí)驗(yàn)中為什么要使用新蒸餾的乙酸酐?
3、反應(yīng)中有哪些副產(chǎn)物?如何除去?