2022年乙酰水楊酸的制備方法探究檢測版

1、- -乙酰水酸的制備方法探究化學(xué)專業(yè)同學(xué)貝貝指導(dǎo)老師周芳霞摘要：乙酰水酸是日常生活中特別重要的藥物之一,文章系統(tǒng)的探究了關(guān)于阿司匹林的制備方法； 從開展歷程、 作用、 危害三方面對阿司匹林進展了介紹,簡潔敘述了傳統(tǒng)制備乙酰水酸的化學(xué)方法；針對傳統(tǒng)方法, 對微波輻射和利用共沸物進展水浴加熱合成乙酰水酸的兩種改良方法進展了討論；考察了草酸、 硫酸氫鈉和路易斯酸 NiSO 4作催化劑制備乙酰水酸的可實施性, 通過分析前人試驗數(shù)據(jù),系統(tǒng)的探究了硫酸氫鈉作催化劑條件下,催化劑用量、反響摩爾比、微波輻射功率、輻射時間等多種因素對乙酰水酸的合成的影響；關(guān)鍵詞：乙酰水酸制備催化劑合成引言乙酰水酸自從問世以來始

2、終深受各界歡送,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, 也是作為比擬和評判其他藥物的標(biāo)準制劑；隨著科技的開展與時代的進步,它的作用不斷被發(fā)覺, 作為一種日常藥物之一, 其具有解熱鎮(zhèn)痛、 抗炎、抗風(fēng)濕等作用； 在臨床上乙酰水酸被用來進展多種疾病的治療,本品可以有效防 治食道癌、直腸和結(jié)腸癌等癌癥, 仍具有抑制血小板集合的作用, 防止血栓形成；從古至今科學(xué)家們對乙酰水酸的討論就未停頓過；很多院校都開設(shè)了乙酰水酸的制備的有機化學(xué)試驗教學(xué), 通過此項教學(xué), 可以幫忙同學(xué)把握有機化學(xué)物質(zhì)別離 提純的方法,為以后課程、教學(xué)打下堅實的

3、根底、但目前的試驗成效都不抱負,傳統(tǒng)的制備乙酰水酸的化學(xué)方法, 耗時耗材,而且其產(chǎn)物的提取純度也特別有限,不盡人意； 針對這些問題, 科學(xué)家們致力于改良合成方法的討論,力求生產(chǎn)效率- - word.zl- -提高,削減副產(chǎn)物,防止環(huán)境的污染,使得試驗得以更加精確,大大提升試驗的 有效性；隨著人們對其需求的增加, 乙酰水酸的合成產(chǎn)率開場受到各界討論者們的重視；傳統(tǒng)的合成方法產(chǎn)率有限,且用濃硫酸1作催化劑,各種試驗數(shù)據(jù)都說明對環(huán)境造成肯定的破壞, 隨后討論者們通過試驗探究了多種新型合成方法,為了能夠找出綠色高效的乙酰水酸的合成技術(shù),查找新的催化劑成為討論的新課題,有用對甲苯磺酸2, 3,乙酸鈉4,

4、三氯稀土5,鎢硅酸6等作催化劑合成乙酰水酸的討論,仍有用微波輻射合成乙酰水酸7,8的討論；論文對濃硫酸、草酸、硫酸氫鈉以及路易斯酸 NiSO4作催化劑的條件下的試驗優(yōu)缺點進展了整理與探究,此外仍介紹了兩種新型乙酰水酸的合成試驗方法：共沸物加熱的乙酰水酸合成；1 乙酰水酸11 乙酰水酸的簡介 111 化學(xué)中的乙酰水酸微波輻射下的乙酰水酸合成、 利用化學(xué)名稱 :2-乙酰氧基 苯甲酸,也叫作乙?；?、醋柳酸；乙酰水酸作為 日常生活用藥之一,是歷史悠久的解熱鎮(zhèn)痛藥,是一種著名世界的老資格藥品,很受人們歡送；其分子相對質(zhì)量是180.16,熔點是 1.35；乙酰水酸為白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末, 味微酸,微帶

5、醋酸臭, 性質(zhì)不穩(wěn)固, 易溶于乙醇, 溶于氯仿和乙醚,微溶于水；化學(xué)性質(zhì)主要分為三個大的方面1酸的通性；2酯化反響；3水解反響；仍能夠與 NaOH 發(fā)生反響,被碳酸鈉和氫氧化鈉溶液溶解和分解；通常以水酸為原料, 使它與乙酸酐經(jīng)過乙?；苯臃错懠纯芍苽涑霭⑺酒チ?；在潮濕- - word.zl- -的空氣中會漸漸分解成水酸和醋酸并帶稍微酸臭味,閉、枯燥處,以防止其分解；112 醫(yī)用中的阿司匹林因此貯藏時應(yīng)當(dāng)留意置于密在醫(yī)用中, 一般阿司匹林用以口服后從而到達其解熱、止痛、抗血小板集合 等的作用,止痛這是乙酰水酸最根本的作用,能夠緩解頭痛、神經(jīng)痛、肌肉痛、關(guān)節(jié)痛、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎及牙痛；乙酰水酸可有效

6、防止血栓形成,在臨床中,常 用于預(yù)防心腦血管疾病的發(fā)作或其他手術(shù)后的血栓形成；仍可用于膽道蛔蟲治 療；值得留意的是, 阿司匹林雖然有如此大的價值, 但是它仍存在著不行無視的 服用不當(dāng)可 危害和缺陷, 作為一種藥物和化學(xué)品, 它有著肯定的毒性和副作用,能會會刺激胃黏膜從而引起潰瘍病,或誘發(fā)間質(zhì)性腎炎等； 因此在使用阿司匹林治療一般感冒和疼痛以外的疾病,肯定要在醫(yī)生的指示下服用；12 乙酰水酸的研發(fā)歷史 121 乙酰水酸的問世 阿司匹林自 1899 年上市以來,始終深受人們追捧,作為歷史上三大經(jīng)典藥物之 一,即使是在科技興盛的現(xiàn)在, 雖然顯現(xiàn)了各種各樣的新的止痛藥物,它憑借物美價廉的特點仍舊得到人

7、們的青睞；1898 年,由德國化學(xué)家霍夫曼勝利合成出乙酰水酸, 霍夫曼查閱了大量資料, 對水酸及其一系列化合物的性能進展了多次試驗分析, 他發(fā)覺水酸經(jīng)過酯化生成的乙酰水酸,不僅酸性、 毒性和副作用都降低了,而且很好的保持了水酸治病的作用；其后由拜耳公司推向市場, 并命名為 阿司匹林； 阿司匹林上市以后, 需求量快速增加, 這為拜耳公司帶來了龐大的收 益,同時霍夫曼也由于發(fā)覺了乙酰水酸而名揚天下；- - word.zl- -在這之前法國的化學(xué)家熱拉爾在 引起人們的重視；122 從柳到乙酰水酸1853年第一合成了乙酰水酸, 但是當(dāng)時并沒有乙酰水酸的合成最終追溯到柳, 從柳到乙酰水酸, 這一路的討論

8、過程經(jīng)過了很多科學(xué)家們的努力； 柳中含有水苷 C13H 18O7,水苷在人體分解為水醇和葡萄糖分子,然后水醇被氧化成水酸, 水酸在當(dāng)時已經(jīng)被人們用于止痛；隨后又有科學(xué)家從其他植物中提取出了水酸, 但是自然植物中含有的水酸提取過程并不簡潔,耗時耗力,不僅如此,水酸用于治病副作用很強,它簡潔刺激胃,造成胃出血,嚴重者導(dǎo)致胃潰瘍；后來,德國化學(xué)家赫爾曼-柯爾柏制造了以苯酚為原料合成水酸 9的方法,實現(xiàn)了水酸的工業(yè)化生產(chǎn),使得水酸的價格大大降低；其后,法國 化學(xué)家熱拉爾在 1853 年用水酸和乙酸酐反響制得乙酰水酸,熱拉爾制造的方法 始終沿用到了今日；2 乙酰水酸的作用21 乙酰水酸的醫(yī)用價值 乙酰水

9、酸在醫(yī)學(xué)中叫做阿司匹林,是一種常見的解熱、止疼及抗風(fēng)濕類的藥物,所以常用來治療各種疼痛,如牙疼、頭疼、肌肉酸痛等；另外,阿司匹林仍可以 預(yù)防和治療冠心病、糖尿病、白障、老年癡呆、心肌梗死過后的長期治療；經(jīng)研究,服用阿司匹林能大大降低使膽道再次結(jié)石的可能性,能夠有效的防治乳腺癌、肺癌、皮膚癌等疾??； 有醫(yī)生曾做過相關(guān)試驗觀看發(fā)覺乙酰水酸對冠心病的治療 起到了很大的作用；討論證明阿司匹林對前列腺素合成有抑制作用,能夠起到了止痛的作用； 它- - word.zl- -的這種抑制作用可以治療對前列腺素增多而引起的腹瀉；乙酰水酸也是其他藥物的中間體, 以乙酰水酸為主藥的多種復(fù)方制劑也受到大家的歡送；比方

10、：復(fù)方阿 司匹林、撲爾感冒片、 復(fù)方撲爾敏、 小兒退熱片等藥, 都屬于阿司匹林 “ 家族；22 乙酰水酸的其他價值乙酰水酸除了上述的藥用價值外,仍具有很多其他不行無視的寶貴價值；銀杏是世界上珍稀裸子植物之一, 具有很高的藥用價值, 我國近年來對銀杏的開發(fā) 利用特別活潑, 但是自然銀杏生產(chǎn)周期長, 且幼苗易患苗木莖腐病, 無法滿意市場對銀杏的需要； 同時仍能降低幼苗莖腐病發(fā)病率；產(chǎn)量提高, 有效改善銀杏品質(zhì)；不僅僅是對于銀杏而言,在農(nóng)業(yè)上,阿司匹林對農(nóng)作物有良好的增產(chǎn),抗旱 等特別成效, 可增強農(nóng)作物的抗旱、 抗扛倒伏才能, 起到了提高農(nóng)作物產(chǎn)量的作 用；到目前為止,它的作用仍在始終被不斷的發(fā)覺

11、中；3 乙酰水酸的危害口服阿司匹林可直接剌激胃黏膜引起胃腸道病癥,這是阿司匹林最常見的不良反響,會引起惡心嘔吐等病癥； 個別患者服用阿司匹林后會引起皮疹、哮喘等過敏反響； 這是由于阿司匹林抑制前列腺素的生成；阿司匹林服用量過大時會出現(xiàn)水酸反響,會導(dǎo)致暈眩、耳鳴,嚴峻者更是會顯現(xiàn)精神錯亂、昏迷等,一般停 藥 2-3 天后便可完全復(fù)原； 阿司匹林用于治療兒童流感或水痘治療時可能引起瑞氏綜合征； 瑞氏綜合征一般認為與以下因素有關(guān)：如病毒、水酸鹽、外源性病毒、在代缺陷等, 各因素可相互影響而造成； 因此臨床上病毒性感冒時不提倡使用阿 司匹林；乙酰水酸的不當(dāng)使用仍有可能破壞肝、腎功能,造成出血、溶血、造

12、血 功能障礙； 因此,阿司匹林雖然是一種有效地解熱鎮(zhèn)痛藥物,但是其危害也不容- - word.zl- -小覷；4 乙酰水酸的制備自乙酰水酸問世以后, 就有很多討論者對其合成制備方案不斷進展改良,力求到達更高的產(chǎn)率, 并盡可能對環(huán)境造成較小的危害,文章以后,對以下幾種方法進展了簡潔論述；41 關(guān)于催化劑本文作者閱讀了大量相關(guān)在乙酰水酸的制備試驗中, 傳統(tǒng)的方法中所用催化劑是濃硫酸,但是此種方法反響時間長,耗能多,反響過程中產(chǎn)生副作用,對環(huán)境造成很大危害；隨著科技與學(xué)問的開展, 討論者們開場嘗試用其他更好的化學(xué)物來代替濃硫酸,從而到達提高產(chǎn)物、減小破壞的新局面；411 草酸與硫酸氫鈉稱取肯定物質(zhì)的

13、量比的水酸和新蒸餾的乙酸酐,分別與肯定量的草酸、 硫酸氫鈉一起參與枯燥的圓燒瓶中,置于恒溫水浴鍋中保持回流溫度在最正確反響條件下反響一段時間,觀看試驗現(xiàn)象；反響完畢后,緩慢冷卻至室溫,參與適量蒸餾水?dāng)嚢?充分冷卻,使之完全結(jié)晶；進展抽濾,用少量蒸餾水洗滌濾渣數(shù)次,參與飽和碳酸氫鈉溶液至無氣體放出,攪拌,過濾除去副產(chǎn)物,經(jīng)枯燥后得到乙酰水酸粗產(chǎn)品； 將粗產(chǎn)品用乙醇水溶液進展重結(jié)晶提純,經(jīng)枯燥后得到白色晶體；稱量運算產(chǎn)率；通過前人試驗數(shù)據(jù)10,11：草酸催化劑下,乙酰水酸產(chǎn)率到達 66.5%,硫酸氫鈉催化劑下,乙酰水酸的產(chǎn)率到達了 77.3%；經(jīng)過比擬分析,發(fā)覺硫酸氫鈉與草酸催化下的乙酰水酸的產(chǎn)率

14、都得到了不同程度的提高,相比擬而言,硫酸氫鈉的成效更好一些,做到了有機試驗低危害的成效；另外討論說明由水酸與乙酐酯化合成阿司匹林,用一水硫酸氫鈉為催化劑, 硫酸氫- - word.zl- -鈉作催化劑合成阿司匹林的成效與濃硫酸催化劑下的阿司匹林合成其成效是差不多的,但是前者試驗操作更加平安,硫酸氫鈉難溶于有機溶劑, 這使得試驗?zāi)軌騽倮麆e離回收, 可重復(fù)使用, 并且極少有碳酸氫鈉的不溶副產(chǎn)物產(chǎn)生,出現(xiàn)純白晶體,；通過該種方法制得的阿司匹林產(chǎn)率產(chǎn)率較高,因此這種方法 12在追求綠色和諧開展的二十一世紀里受到人們的青睞；412 路易斯酸 NiSO4 討論者們通過大量試驗13證明白通過掌握用量與條件,

15、 路易斯酸 NiSO4 可以作為一種很好的催化劑投入生產(chǎn)；其試驗室制備的最正確條件是：2.0g的水酸與5.0mL的乙酸酐反響,在 0.4g的催化劑 NiSO4催化作用下 , 在 80 溫度下反響 30 min,那么乙酰水酸的產(chǎn)率可高達85.2%；路易斯酸作催化劑比照傳統(tǒng)的濃硫酸作為催化劑合成阿司匹林有更好的成效,且對試驗設(shè)備不會造成腐蝕, 對環(huán)境污染小, 更符合二十一世紀綠色化學(xué)的要求；42 傳統(tǒng)制備方法探究本試驗制備是在濃硫酸作催化作用下,水酸鄰羥基苯甲酸與乙酸酐進展酯化反響 ,乙酸酐在酸性條件下,形成穩(wěn)固的中間體,增加了羰基碳原子的電正性；水酸分子中酚羥基氧上存在孤對電子,通過乙?；错懯?/p>

16、水酸分子中酚羥基上的氫原子被乙?；〈梢阴Ｋ?；濃硫酸作催化劑 ,其作用是破壞水酸分子中羧基與酚羥基間形成的氫鍵 43 改良制備方法探究,從而使?；错懞啙嵧瓿?傳統(tǒng)的合成方法不僅產(chǎn)率受限,而且對環(huán)境也會造成很大的危害；第一點, 試驗過程中,催化劑濃硫酸對皮膚、 粘膜等組織有劇烈的刺激和腐蝕作用；試驗完畢后其廢液假設(shè)進入到土地中,會破壞土壤,進而影響植物生長,破壞水質(zhì),不管- - word.zl- -是人類仍是自然界都會因此受到損害；其次點,試驗過程中需要進展水浴加熱,而溫度掌握假如做的不好, 此反響會產(chǎn)生副反響, 得到副產(chǎn)物, 會直接影響試驗結(jié)果, 從而降低乙酰水酸的合成產(chǎn) 率,對試驗設(shè)

17、備也會有肯定的腐蝕； 這些都是傳統(tǒng)方法中會顯現(xiàn)的不行防止的問 題；為此,討論者們經(jīng)過不斷努力,對試驗方法又進展了改良,在此對以下兩種 方法進展了分析探究；431 微波輻射下乙酰水酸的快速合成為了建立乙酰水酸的快速合成方法,有討論者進展了以下試驗方法： 將水酸和乙酸酐作為反響原料, 以濃硫酸作催化劑, 采納不同的微波輻射功率、 反響時間及原料摩爾配比等合成乙酰水酸,經(jīng)過試驗驗證14明白這些因素對收率的影響；結(jié)果發(fā)覺使用140 W 的微波輻射功率,在n水酸：n乙酸酐 =1：2.0的條件下, 5 g 水酸中加 0.36 g濃硫酸為水酸質(zhì)量的6%,反響時間為 60 s時,反響成效最正確,產(chǎn)品收率為 9

18、0.8%；微波輻射條件下乙酸水酸的快速合成法有效的改善了傳統(tǒng)方法反響時間長、產(chǎn)率低、 能耗大的缺陷； 但是由于該法仍以濃硫酸為催化劑,仍存在環(huán)境污染與腐蝕設(shè)備問題,不適合 21 世紀綠色合成的可連續(xù)開展要求； 在這里有討論者提出訪用無水三氮化鋁作催化劑 15,掌握微波功率為 650W,輻射反響時間為 2min,n水酸：n乙酸酐 =1：3.0的試驗條件,此時乙酰水酸產(chǎn)率到達 69.2%；雖然產(chǎn)率不如濃硫酸作催化劑時的產(chǎn)率高,但是解決了環(huán)境污染的問題； 查閱文獻報道得知在微波輻射的試驗條件下,挑選不同的催化劑合成乙酰水酸,試驗的輻射功率一般都會不下于 400 w 7,16,此外,通過分析前人 16

19、的試驗數(shù)據(jù),由表 1 可見,硫酸氫鈉的催化成效較濃硫酸很好,只需要添加 0.05 g 就可使產(chǎn)率達 82 .2 %,添加 0 .2 g 可使產(chǎn)率提高- - word.zl- -89 .5 %,再連續(xù)增加催化劑用量,產(chǎn)率變化不明顯,因此催化劑用量以 0 .2g/5g水酸為宜,即催化劑用量為水酸質(zhì)量的4 %；由表 2 可見 , 增加乙酸酐用量有利于產(chǎn)率的提高,但其比例在大于 12 后 ,即使增加乙酸酐的用量,產(chǎn)率變化趨勢也不大 , 因此在該試驗條件下 ,最正確條件為n水酸 n乙酸酐 =12 .0 ；由表 3 看出,微波輻射功率為 288W 時產(chǎn)率較低 ,功率為 648W時,產(chǎn)率較 464W時降低,

20、分析可知,這可能是由于溫度過高 , 發(fā)生了聚合反響,造成產(chǎn)率的降低,并給別離帶來困難；因此最優(yōu)的輻射功率為464 W ；由表 4 看出,產(chǎn)率隨微波輻射時間的變化趨勢與微波輻射功率的影響根本一樣,輻射時間短或輻射時間 長,都會影響乙酰水酸的產(chǎn)率；因此相宜輻射時間為 60s ；由上述可得出以下結(jié)論：A、用硫酸氫鈉催化和微波輻射合成乙酰水酸最正確試驗條件為 n水酸 :n乙酸酐 =1:2.0,催化劑用量為水酸的 4 %,微波輸出功率為 464W,輻射時間為 60s,產(chǎn)率可達 89.5 %；B、此方法具有操作簡潔、反響快速、對設(shè)備腐蝕作用小、能源消耗少、產(chǎn)率較高等優(yōu)點；生成的乙酸仍可用堿回收制備乙酸鈉,符合環(huán)境友好、綠色化學(xué)的要求；432 利用共沸物進展水浴加熱試驗過程中為了保證藥品受熱勻稱,需要進展水浴加熱, 此試驗其溫度要控制在 80 到 90 攝氏度之間才能保證明驗順當(dāng)進展,因此在進展這個環(huán)節(jié)時我們用水與異丙醇的二元共沸物代替水浴加熱中的水,這樣就可以掌握溫度區(qū)間在8090 攝氏度,有效地增加了產(chǎn)率；第