乙酰水杨酸的制备实验–有机化学实验模块

2024-08-20 百科知识版权反馈

【摘要】：实验二十一乙酰水杨酸的制备（一）实验目的1.学习以酚类化合物作原料制备酯的原理和实验方法。本实验将利用前一个反应制备乙酰水杨酸。在生成乙酰水杨酸的同时，水杨酸分子之间可以发生缩合反应，生成少量的聚合物。水杨酸可与三氯化铁形成深色络合物，而纯净的乙酰水杨酸因酚羟基已被酰化，不再与三氯化铁发生类似颜色反应，因此杂质很容易被检出。将滤液冷却至室温使乙酰水杨酸晶体析出。

实验二十一　乙酰水杨酸的制备

（一）实验目的

1.学习以酚类化合物作原料制备酯的原理和实验方法。

2.巩固重结晶操作技术。

（二）反应原理

乙酰水杨酸译名阿斯匹灵（Aspirin），是由水杨酸与乙酸酐合成的。水杨酸是一种具有酚羟基和羧基双官能团的化合物，能够进行两种不同的酯化反应。当与乙酸酐作用时，可以得到乙酰水杨酸，即阿斯匹灵；如与过量的甲醇反应，生成水杨酸甲酯，它是第一个作为冬青树的香味成分被发现的，因此被称为冬青油。本实验将利用前一个反应制备乙酰水杨酸。

在生成乙酰水杨酸的同时，水杨酸分子之间可以发生缩合反应，生成少量的聚合物。

发生的副反应是水杨酸分子之间羟基与羧基的成酯反应，这部分杂质可以用碳酸氢钠除去。因为该高聚物不溶于碳酸氢钠溶液而乙酰水杨酸能与碳酸氢钠反应生成水溶性钠盐，至于未反应的水杨酸将在各步纯化过程和产物的重结晶过程中被除去。最终产物中是否尚有水杨酸杂质存在可用三氯化铁溶液检出。水杨酸可与三氯化铁形成深色络合物，而纯净的乙酰水杨酸因酚羟基已被酰化，不再与三氯化铁发生类似颜色反应，因此杂质很容易被检出。

（三）试剂及仪器

水杨酸2g（0.014mol），乙酸酐5.4g（5mL，0.05mol），饱和碳酸氢钠水溶液，1%三氯化铁溶液、乙酸乙酯、浓硫酸、18%盐酸溶液

125mL锥形瓶，吸滤瓶、温度计（150℃），烧杯（150mL～200mL），布氏漏斗

（四）操作步骤

1.在125mL干燥锥形瓶中加入2g水杨酸，5mL乙酸酐，5滴浓硫酸，摇动锥形瓶使水杨酸全部溶解。

2.将锥形瓶置于80℃～90℃的水浴上加热5min～10min，用玻璃棒不断搅拌并控制浴温在80℃～90℃。

3.将反应物冷却至室温，即有乙酰水杨酸结晶析出。如不结晶，可用玻棒磨擦瓶壁并将反应物置于冰水浴中冷却使结晶产生。在不断搅拌下，向锥形瓶中加入50mL水（使过量的乙酸酐水解），将混合物继续在冰水浴中冷却15min，使结晶完全。

4.减压过滤，用滤液反复淋洗锥形瓶，直至所有晶体被收集到布氏漏斗。每次用少量冷水洗涤结晶几次，继续抽滤将溶剂尽量抽干。粗产物转移到表面皿上，在空气中晾干、称重，粗产物约1.8g。(www.chuimin.cn)

5.将粗产物移至150mL烧杯中，在搅拌下慢慢加入25mL饱和碳酸氢钠溶液，加完后搅拌几分钟，直至无二氧化碳气泡产生。

6.减压过滤（滤出副产物聚合物），用5mL～10mL水冲洗烧杯与漏斗，取出滤液，在不断搅拌下将滤液慢慢倒入预先盛有15mL18盐酸溶液的烧杯中搅拌均匀，即有乙酰水杨酸结晶析出。将烧杯置于冰浴中冷却，使结晶完全。

7.减压过滤，用洁净的玻璃塞挤压结晶，尽量抽去滤液，再用冷水洗涤2～3次，抽干水分。将结晶移至表面皿上，干燥后称量（粗产品约1.5g）。

8.取几粒结晶（约0.01g）产物于试管中，加入5mL水,摇动试管，使晶体溶解，然后加入1～2滴1%三氯化铁溶液，观察有无颜色变化。

为了得到更纯的产品，可将上述结晶溶于约4mL～6mL的乙酸乙酯中，溶解时应在水浴上小心地加热。如有不溶物出现，可用事先预热过的无颈玻璃漏斗趁热过滤。将滤液冷却至室温使乙酰水杨酸晶体析出。如不析出结晶，可在水浴上稍加浓缩，并将溶液置于冰水中冷却，或用玻璃棒磨擦瓶壁，使结晶析出，抽滤收集产物。干燥后测熔点。纯粹乙酰水杨酸为白色针状晶体，熔点135^oC～136^oC。

图3-2　乙酰水杨酸（阿斯匹灵）在HCCl₃中的红外光谱图

注意事项

1.乙酸酐应是新蒸的，收集139℃～140℃馏分。

2.加入少量浓硫酸或浓磷酸来破坏氢键，加快反应速度，减少副产物的生成。

3.温度不易过高，否则将增加副产物的生成。

4.乙酰水杨酸易受热分解，因此熔点不很明显，它的分解温度为128℃～135℃。测定熔点时，应先将热载体加热至120℃左右，然后放入样品测定。

（五）思考与讨论

1.反应中有哪些副产物？如何除去？

2.阿斯匹灵在沸水中受热时，分解而得到一种溶液，后者对三氯化铁呈阳性试验，试解释之，并写出反应方程式。