微波輻射法合成阿司匹林的研究

微波輻射法合成阿司匹林的研究

0微波作為嘴唇、合成藥物的應(yīng)用阿司匹林常用于解熱、鎮(zhèn)痛、抗風(fēng)濕藥物。廣泛應(yīng)用于治療感冒,抗風(fēng)濕,促進(jìn)痛風(fēng)患者尿酸的排泄,抗血小板聚集和膽道蛔蟲治療等方面。阿司匹林價(jià)格低廉,療效顯著,且防治疾病范圍廣,因此至今仍被廣泛使用。人工合成乙酰水楊酸的歷史已有百年,近年來它的新用途不斷被發(fā)現(xiàn),作為治療和預(yù)防心腦血管疾病的藥物已被廣泛應(yīng)用于臨床。阿司匹林通常用水楊酸和乙酸酐反應(yīng)來合成,在錐形瓶中加入一定量的水楊酸、乙酸酐(新蒸)和催化劑濃硫酸或濃磷酸以加速反應(yīng)的進(jìn)行。在80～90℃水浴中回流.反應(yīng)完畢,將反應(yīng)物乘熱倒入一定體積的冷水中,得白色沉淀,用冰水浴冷卻,使結(jié)晶沉淀完全。該法反應(yīng)速度相對較慢,產(chǎn)率低收率僅74～80%,有腐蝕設(shè)備、污染環(huán)境、易發(fā)生副反應(yīng)等缺點(diǎn)。微波應(yīng)用于有機(jī)合成的研究則始于1986年,Gedye和Smit等通過比較常規(guī)條件與微波輻射條件下進(jìn)行酯化、水解、氧化等反應(yīng),發(fā)現(xiàn)在微波輻射下,反應(yīng)得到了不同程度的加快。微波輻射是近來人們開發(fā)的新的有機(jī)合成方法之一,已引起化學(xué)工作者的廣泛興趣。利用微波爐加熱化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng),其速度較傳統(tǒng)加熱技術(shù)快數(shù)倍乃至數(shù)千倍。1實(shí)驗(yàn)部分1.1實(shí)驗(yàn)原理合成反應(yīng)式如下:1.2紅外光譜測定主要儀器有:XH-100A微波反應(yīng)器;BRUKERTENSOR27紅外光譜儀;x-4顯微熔點(diǎn)測定儀和Sarforius電子天平。主要試劑有:水楊酸、乙酸酐(新蒸餾)、無水乙酸鈉均為分析純。1.3乙酰水楊酸的合成在150mL干燥的錐形瓶中加入5.0g水楊酸和一定量新蒸餾的乙酸酐,加入適量無水乙酸鈉作催化劑,稍加搖動,將一放有玻璃球的小漏斗置于錐形瓶口,然后置于微波爐中,在特定的功率下反應(yīng)一定時(shí)間。反應(yīng)后稍加冷卻,加入40mL蒸餾水?dāng)嚢?充分冷卻,結(jié)晶完全。抽濾,干燥后得到乙酰水楊酸粗產(chǎn)品,產(chǎn)率可達(dá)93.5%。粗產(chǎn)品用乙醇-水混合溶劑重結(jié)晶,干燥后得白狀晶體,產(chǎn)率可達(dá)90.2%。采用x-4顯微熔點(diǎn)測定儀測得mp.為134℃～136℃,文獻(xiàn)中測定值為135℃～136℃。本法所合成產(chǎn)物的紅外光譜與乙酰水楊酸的標(biāo)準(zhǔn)圖譜一致。2未反應(yīng)水楊酸的產(chǎn)品品質(zhì)反應(yīng)物水楊酸可與三氯化鐵溶液發(fā)生明顯的顏色變化而生成藍(lán)紫色配合物,利用此性質(zhì)可以檢驗(yàn)產(chǎn)物中是否混有未反應(yīng)的水楊酸。產(chǎn)品用1%FeCI3檢驗(yàn)不變色,說明水楊酸已完全轉(zhuǎn)化,產(chǎn)物中無水楊酸,純度較高。影響該反應(yīng)的主要因素有,反應(yīng)物摩爾配比量,微波功率,輻射時(shí)間,催化劑用量等。2.1水楊酸與乙酸酐摩爾比的確定在催化劑用量為2%,微波輸出功率為200W,輻射時(shí)間為50s的條件下,改變水楊酸與乙酸酐摩爾比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。由表1可見,增加乙酸酐用量有利于產(chǎn)率的提高,但摩爾比值大于1∶2.0后,再增加乙酸酐的用量,產(chǎn)率變化趨勢不大,因此在該實(shí)驗(yàn)條件下,最佳摩爾比為水楊酸:乙酸酐=1∶2.0。2.2波輻射功率對產(chǎn)率的影響在水楊酸∶乙酸酐=1∶2.0,催化劑用量2%,輻射時(shí)間為50s的條件下,考察微波輻射功率對產(chǎn)率的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。由表2看出,微波輻射功率為100W時(shí)產(chǎn)率較低,這主要是反應(yīng)不完全,功率為300W時(shí)有少量黃色油狀物出現(xiàn),這可能是溫度太高,發(fā)生了聚合,造成產(chǎn)率偏低,并給分離帶來困難。因此最適宜的輻射功率為200W。2.3反應(yīng)時(shí)間的影響為考察輻射時(shí)間對產(chǎn)率的影響,固定水楊酸∶乙酸酐=1∶2.0,催化劑用量=2%,微波輻射功率為200W,改變反應(yīng)時(shí)間,結(jié)果見表3?？梢娸椛鋾r(shí)間50s時(shí)為最佳反應(yīng)時(shí)間。2.4化劑用量的確定在水楊酸∶乙酸酐=1∶2.0,微波輸出功率為200W,輻射時(shí)間為50s的條件下,改變催化劑用量進(jìn)行反應(yīng),結(jié)果見表4。由表4可見,無水乙酸鈉的催化效果很好,僅添加0.05g就可使產(chǎn)率達(dá)到82.2%,添加至0.1g可使產(chǎn)率提高到93.5%,再繼續(xù)增加催化劑用量,產(chǎn)率變化不明顯,因此催化劑用量以0.1g/5g水楊酸為宜,即催化劑用量為水楊酸質(zhì)量的2%。3佳合成工藝條件的確定以水楊酸和乙酸酐為原料,無水乙酸鈉作催化劑,微波輻射快速合成了阿司匹林。并從實(shí)驗(yàn)中得出了最佳合成工藝條件:水楊酸與乙酸酐的摩爾比為1∶2.0,微波功率為200W,輻射時(shí)間為50s,催