【有機化學論文】吡啶催化合成乙酰水楊酸

1、吡啶催化合成乙酰水楊酸廣東藥學院 藥學09(日語特色班) 摘要：用吡啶作為催化劑，以水楊酸和乙酸酐為原料合成乙酰水楊酸，探討吡啶對乙酰水楊酸合成產(chǎn)率是否有提高。關鍵詞:吡啶；乙酰水楊酸；合成。乙酰水楊酸是一種常見的非處方藥，具有解熱鎮(zhèn)痛作用近年來研究發(fā)現(xiàn)其在農(nóng)業(yè)上具有多種用途，如提高種子發(fā)芽率、預防農(nóng)作物病害改善農(nóng)作物品質(zhì)、提高農(nóng)作物產(chǎn)量等。乙酰水楊酸經(jīng)典的合成方法是以硫酸、磷酸為催化劑，但存在產(chǎn)率低、副反應多、設備腐蝕嚴重等缺點，因此開發(fā)多種高效的催化劑勢在必行。有機堿催化劑具有反應條件溫和、產(chǎn)品質(zhì)量好等特點，以下是以吡啶催化合成乙酰水楊酸的方法。1.實驗部分:1.1反應式:1.2試劑與儀器

2、:水楊酸2.76g, 乙酸酐8 mL，吡啶10滴，10%飽和碳酸氫鈉溶液40ml，8%鹽酸20ml；磁力攪拌器，天平，抽濾裝置。1.3實驗步驟:1. 干燥的100ml錐形瓶加2.76g水楊酸、乙酸酐8 mL、吡啶10滴，振搖使固體溶解2. 磁力棒攪拌、水浴加熱80左右，30min左右3. 冷卻至室溫，慢慢加入水（26-28ml），水解過量乙酸酐（產(chǎn)生大量熱量，沸騰），冰水冷卻1h30min左右，有晶體析出。4. 抽濾，并且用50ml冷水洗滌晶體，抽干，得乙酰水楊酸粗產(chǎn)物，轉(zhuǎn)移到100ml燒杯。5. 攪拌下加飽和碳酸氫鈉溶液40ml，直到CO2釋放完。6. 抽濾，除去少量高聚物。7. 濾液緩慢倒

3、入8%鹽酸20ml，并不時攪拌，有晶體逐漸析出。8. 用冰水冷卻，使晶體完全析出。9. 抽濾，用少量水洗滌晶體2-3次，干燥，稱重，計算產(chǎn)率。1.4實驗結(jié)果：實際產(chǎn)量0.8g，產(chǎn)率：22.3%2.結(jié)果討論分析:吡啶與其他催化劑的產(chǎn)量比較催化劑實驗組1實驗組2實驗組3平均數(shù)產(chǎn)率磷酸0.8g1.1g/0.95g26.5%硫酸1.4g1.5g1.7g1.3g42.8%醋酸鈉0.6g1.6g/1.1g30.7%吡啶0.8g0.8g/0.8g22.3%*各組均使用2.76g水楊酸、8 mL乙酸酐，磷酸、硫酸、吡啶用量為10滴，醋酸鈉為0.4g 由表可知，各種催化劑對產(chǎn)率的影響是：硫酸醋酸鈉磷酸吡啶。酸堿

4、催化劑比較：酸性堿性濃硫酸為傳統(tǒng)方法所使用的催化劑，操作簡便易行，產(chǎn)率穩(wěn)定。但是濃硫酸具有強氧化性、脫水性，工業(yè)制備上對設備的腐蝕性較大，對環(huán)境污染較重，不能回收利用，且易發(fā)生副反應而使產(chǎn)品色澤深，不利于提純。如果實驗操作過程正確無誤，產(chǎn)率一般在60%左右。但由于實驗操作不熟練，本次實驗只有42.8%。用醋酸鈉弱堿作催化劑，本次試驗產(chǎn)率為30.7%，比傳統(tǒng)的濃硫酸作為催化劑合成阿司匹林的收率低， 但醋酸鈉無腐蝕性，不污染環(huán)境。根據(jù)查閱的大量資料表明，醋酸鈉的產(chǎn)率，在正常情況下比硫酸高，可達百分之八十。但由于此次實驗中結(jié)晶不完全，導致產(chǎn)率低于硫酸。磷酸與濃硫酸相比，缺點在于酸性較弱，反應速率和產(chǎn)

5、率不如濃硫酸催化。但條件溫和，不會導致有機物碳化。本次實驗用吡啶催化合成乙酰水楊酸的產(chǎn)率最低，吡啶較易吸水形成共沸物，使反應溫度較難控制，同時，溫度過高時會有副產(chǎn)物生成。另外，冷卻析出晶體時間比其他催化劑長。并伴有難聞氣味。結(jié)論：最優(yōu)條件下，僅考慮催化效果而言，酸性催化劑（硫酸磷酸）的催化效果比堿性催化劑（乙酸鈉吡啶）的催化效果好。注意：1. 加熱時注意控制溫度在80左右，吡啶較易吸水形成共沸物，使反應溫度較難控制。同時，溫度過高將增加副產(chǎn)物（如水楊酰水楊酸酯、乙酰水楊酰水楊酸酯）的生成。2. 冰水冷卻析出晶體的時間比無機催化劑長，至1h30min左右才有晶體析出。3. 吡啶有強烈刺激性；能麻醉中樞神經(jīng)系統(tǒng)。對眼及上呼吸道有刺激作用。誤服可致死。使用時應注意安全。4. 產(chǎn)率受溫度、時間、催化劑用量、原料物質(zhì)的量配比等影響。根據(jù)查閱的大量資料表明，合成乙酰水楊酸的實驗室反應的最佳反應條件是：水楊酸與乙酸酐的摩爾比為1:4.2，恒溫80反應30min，吡啶質(zhì)量為水楊酸質(zhì)量的5%,酰水楊酸收率可達80.2。5. 乙酰水楊酸易受熱分解，熔點不明顯，它的分解溫度為128135。因此重結(jié)晶時不宜長時間加熱，干燥時應該多翻動產(chǎn)物。參考文獻:林沛和.毗啶催化合成乙酰水楊酸的研究J.化工中間體，2006(09)：181