试验一阿司匹林的制备

实验一：阿司匹林的制备

一、实验目的

1、通过阿司匹林的制备，了解合成实验的一般原理及操作及思维方式。 2、了解酰化反应的要求及其应用。

3、进一步巩固重结晶的操作方法，学会混合溶剂重结晶。

二、实验原理

早在18世纪人们从柳树皮中提取出具有止痛、退热、抗炎的水杨酸。但是由于水杨酸严重刺激口腔、食道和胃壁粘膜从而了其应用。为了克服这一缺点。人们在水杨酸分子中引入了乙酰基，即制备了乙酰水杨酸，又名阿司匹林（Aspirin）化学名2－乙酰氧基苯甲酸。性状白色针状或板状结晶，臭或微带醋酸臭，味微酸，熔点134－136℃，易溶于乙醇，可溶于氯仿。乙醚，微溶于水，水溶液呈酸性反应。阿司匹林是一种常用药物，主要用作解热镇痛药，用于治疗头疼。牙痛。肌肉痛、神经疼、关节疼等慢性能及伤风、感冒、发烧等疾病，对风湿热及活动型风湿性关节炎等前不见古人疗效显蓍，是一种首选药物，近年的实验表明它还可以抑制血小板中血栓烷A2（TXA2,5－6）合成，已知TXA2有强大的血小板聚集及血栓成的作用。高浓度阿司匹林能够抑制血管壁中环氧酶，减少TXA2的合成，因而有抗血小板聚集及血栓形成和作用，其治疗范围又进一步扩大到预防血栓形成，治疗心血管疾患。其主要副反应是会引起幽门痉挛及会引起刺激胃粘膜的骨肠道反应，长期服用有可能导致胃肠道出血。

阿司匹林的制备，通常用水杨酸与乙酸酐作用，就是水杨酸分子中酚羟基的氢被乙酰基取代。水杨酸既含有羟基，又含有羧基，属于双官能团化合物。它既可以与羧酸及其衍生物作用，又可以与醇作用成酯，它本身分子间也可以形成氢键。为了加速反应的进行，破坏水杨酸分子间的氢键，常加入浓硫酸作催化剂。

OOHCOOH+Ac2OOCOOH+CH3COOH

三、实验仪器与药品 仪器规格：

仪器名称 电子天平 熔点仪 烧杯 烧杯 培养皿 量筒 pH试纸 胶头滴管 试管 药匙 规格 0-200g 250mL 500mL 100 mL 数量 1 1 2 2 2 1 2 2 2 说明 仪器名称 圆底单口瓶 锥形瓶 温度计 球形冷凝管 布氏漏斗 布氏漏斗 抽滤瓶 玻璃棒 滤纸 洗耳球 规格 100mL 100mL 0-100 中号 小号 500mL 数量 1 2 1 1 1 1 1 1 1 说明

试剂规格：

试剂名称 水杨酸 醋酐 乙醇 FeCl3 碳酸氢钠 规格 化学纯 分析纯 分析纯 化学纯 化学纯 数量 说明 试剂名称 醋酸 浓硫酸 浓盐酸 乙酰水杨酸 规格 分析纯 分析纯 化学纯 分析纯 数量 少许 说明 四、实验操作 1、乙酰水杨酸制备 在125mL锥形瓶里加入2.0g水杨酸②和4.0mL醋酐③，摇匀。向混合物中加入3滴浓硫酸搅匀。反应开始时会放热。若烧瓶不变热，再向混合物中加1滴浓硫酸。当感觉到热效应时，将反应混合物放到50℃的水浴中加热5～10min，使其反应完全。冷却锥形瓶并加入40mL水。搅拌混合物至有固体生成并很好地分散在整个液体中，抽滤（见图2-17），并用少量冷水冲洗，抽干得粗乙酰水杨酸。 2、粗品的重结晶 将粗制乙酰水杨酸放入锥形瓶中，再加入3～4mL 95%乙醇于水浴上加热片刻④，若仍未溶解完全，可再补加适量乙醇使其溶解⑤，趁热过滤，在滤液中加入2.5倍（约8～10mL的热水），冷却后析出白色结晶。减压过滤，抽干。称重，计算产率，进行如下实验以检验产品纯度。在一支试管中放入少许乙酰水杨酸，加水溶解，滴1滴三氯化铁溶液，结果如何？用水杨酸重做此实验，结果如何？ 五、注意事项

1、水杨酸形成分子内氢键，阻碍酚羟基酰化作用。水杨酸与酸酐直接作用须加热至150～160℃才能生成乙酰水杨酸，如果加入浓硫酸（或磷酸），氢键被破坏，酰化作用可在较低温度下进行，同时副产物大大减少。 2、水杨酸应当是完全干燥的，可在烘箱中105℃下干燥1小时。 3、醋酸酐应重新蒸馏，收集139～140℃馏分。

4、重结晶时不宜长时间加热，因为在此条件下乙酰水杨酸容易水解。 5、加入乙醇的量应恰好使沉淀溶解。若乙醇过量则很难析出结晶。

六、思考题

1．进行酰化反应时所用的水杨酸和玻璃器材都必须是干燥的，为什么？ 2．本实验能否用稀硫酸作催化剂？为什么？ 3．乙酰水杨酸重结晶时，应当注意什么？为什么？

实验二：局部麻醉药苯佐卡因的合成

一、实验目的

1、通过苯佐卡因的合成，了解药物合成的基本过程。 2、掌握酯化和还原的原理及基本操作技术。

3、掌握利用酸碱和有机溶剂重结晶精制固体物质的方法。

二、实验原理

苯佐卡因化学名为对氨基苯甲酸乙酯，为局麻药，用于创面、溃疡面及痔疮的镇痛。本品为白色结晶性粉末，无臭，味微苦，随后有麻痹感，遇光色渐变黄。苯佐卡因可以分别用对硝基甲苯、对甲基苯胺作为起始原料合成，两者的合成方法既有区别，也有相似的地方。要求首先查阅以对硝基甲苯为原料合成苯佐卡因的详细资料，认真研究后设计出以对甲基苯胺为原料合成苯佐卡因的工艺路线和

反应条件。

苯佐卡因的合成是以对硝基苯甲酸为原料，经酯化、还原制得。

COOHCOOC2H5Fe PowderNH4ClNO2NH2COOC2H5C2H5OHH+NO2

三、实验仪器及试剂 仪器规格：

仪器名称 三口瓶 干燥管 直形冷凝管 球形冷凝管 研钵 烧杯 烧杯 分液漏斗 锥形瓶 量筒 量筒 规格 250ml 50ml 100ml 250 ml 50ml 100 ml 10 ml 数量 1 1 1 1 1 2 2 1 2 1 1 说明 仪器名称 圆底单口瓶 蒸馏头 尾接管 布氏漏斗 布氏漏斗 抽滤瓶 玻璃棒 滤纸 pH试纸 胶头滴管 规格 100ml 中号 小号 500ml 数量 2 1 1 1 1 1 1 2 说明

试剂规格：

试剂名称 对硝基苯甲酸 氯化钙 无水乙醇 乙醇 浓硫酸 规格 化学纯 化学纯 分析纯 分析纯 分析纯 数量 6g 24ml 说明 试剂名称 碳酸钠 氯化铵 铁粉 三氯甲烷 浓盐酸 规格 化学纯 化学纯 标准品 化学纯 化学纯 数量 说明

四、实验操作

在干燥的圆底瓶中加入硝基苯甲酸6g，无水乙醇24mL，缓慢加入浓硫酸2mL，混合均匀，装上附有干燥管的球冷，加热回流3小时，稍冷后改成蒸馏装置，回收乙醇后将反应液倒入100mL冰水中，析出结晶，冷却，抽滤。滤饼加

5倍量水搅匀，中和至pH=7.5-8.0，抽滤干燥得本品。

在装有搅拌及球冷的三口瓶中加入水17mL氯化铵0.7g，加热至95℃，加入铁粉4.3g，活化20min，缓慢加入对硝基苯甲酸乙酯5g，反应90min，冷却至45℃，中和至pH=7.5-8.0，，加入氯仿30mL，抽滤，合并滤液并分液，弃去水层，氯仿层用5%盐酸90L分三次提取，合并提取液，中和至至pH=7.5-8.0，析出晶体，抽滤得苯佐卡因粗品。

将粗品用2倍量的乙醇加热溶解，加少量活性炭脱色，抽滤，滤液冷却，加三倍量的蒸馏水冷却至室温，析出结晶。抽滤，水洗，干燥，得苯佐卡因精品，测熔点，称量并计算还原收率和总收率。

五、注意事项

1、酯化反应必须在无水条件下进行，如有水进入反应系统中，收率将降低。 2、加浓硫酸一定要缓慢，以防乙醇被炭化。

3、在第一步回流反应中，反应液逐渐澄清，澄清后要继续回流一段时间，使反应趋于完全。

4、对硝基苯甲酸乙酯及少量未反应的对硝基苯甲酸均溶于乙醇，但均不溶于水。反应完毕，将反应物倒入水中，乙醇的浓度变稀，硝基苯甲酸乙酯及对硝基苯甲酸便析出。

5、还原反应中铁粉一定要活化，否则，还原效果不佳。 6、加固体碳酸钠时要缓慢加入，以防生成大量泡沫而溢出。

7、还原反应因铁粉比重大，沉于瓶底，必须将它搅拌起来，才能使反应顺利进行，充分激烈搅拌是铁粉还原反应的重要因素。

实验四：磺胺醋酰钠的合成

一、实验目的

1、通过磺胺醋酰钠的合成，了解用控制pH、温度等反应条件、纯化产品的方法。 2、加深对磺胺类药物一般理化性质的认识。 二、实验原理

磺胺醋酰钠（Sulfacetamide Sodium）化学名为N-[（4-氨基苯基）-磺酰基]-

酒精灯 方法二： 仪器名称 分液漏斗 直形冷凝管 蒸馏头 烧杯 分液漏斗 加热板磁力搅拌 锥形瓶 试剂规格： 试剂名称 茶叶 CaO 乙醇 碳酸钠 二氯甲烷 氨水 1 玻璃漏斗 中号 1 规格 500ml 500ml 500ml 数量 说明 1 1 1 2 1 1 仪器名称 圆底单口瓶 圆底单口瓶 尾接管 蒸发皿 量筒 玻璃漏斗 玻璃漏斗 规格 250ml 50ml 数量 1 3 1 1 说明 100 ml 1 中号 小号 1 1 100 ml 2 规格 化学纯 分析纯 分析纯 分析纯 数量 说明 试剂名称 15g 无水硫酸镁 丙酮 石油醚 正丁醇 氯仿 规格 化学纯 标准品 标准品 化学纯 化学纯 数量 说明 四、实验操作 方法一：

称取10g茶叶末，放入脂肪提取器的滤纸套筒中，在圆底烧瓶中加入75mL乙醇，水浴加热，连续提取2～3h。待最后一次冷却液刚刚虹吸下去时，立即停止加热。稍冷后，改成蒸馏装置，回收提取液中的大部分乙醇。趁热将瓶中的残留液倾入蒸发皿中，拌入3～4g生石灰，使成糊状，在蒸汽浴上蒸干，其间不断搅拌，并压碎块状物。最后将蒸发皿放在石棉网上，用小火焙烧片刻，勿使水分全部除去。冷却后，擦去沾在边上的粉末，以免在升华时污染产物。取一只口径合适的玻璃漏斗，罩在刺有许多小孔滤纸的蒸发皿上，用砂浴小心加热升华。控制砂浴温度在220℃左右。当滤纸上出现许多白色毛状结晶时，暂停加热，让其自然冷却至100℃左右。小心取下漏斗，揭开滤纸，用刮刀将纸上和器皿周围的咖啡碱刮下，残渣经拌和后用较大的火再加热片刻，使升华完全。合并两次收集的咖啡碱，称重并测定熔点。

方法二：

在600mL烧杯中，加入8％碳酸钠溶液250mL，称取25g茶叶，用纱布包好后放入烧杯内，在石棉网上用小火煮沸0.5h。注意勿使溶液起泡溢出。稍冷后（约50℃），将黑色提取液小心倾泻至另一烧杯中，冷至室温后，将提取液转入500mL分液漏斗中。加入50mL二氯甲烷，摇振1min，静置使分层。如在两相界面处产生乳化层，则在一小玻璃漏斗的颈口放少许棉花，棉花上放置约1cm厚的无水硫酸镁，从分液漏斗直接将下层的有机相滤入一干燥的锥形瓶中，并用2～3mL二氯甲烷润洗干燥剂。水相再用50mL二氯甲烷萃取一次，分层后重新加入干燥剂过滤。如过滤后的有机相混有少量的水，可重复操作一次，收集于锥形瓶中的有机相应该是清亮透明的。

将干燥后的萃取液分批转入50mL圆底烧瓶中，加入几粒沸石，水浴蒸馏回收二氯甲烷，并用水泵将溶剂抽干。含咖啡碱的残渣用丙酮－石油醚法重结晶：将蒸去二氯甲烷的残渣溶于最少量的丙酮，慢慢向其中加入石油醚（60～90℃），到溶液恰好浑浊为止，冷却结晶，用玻璃漏斗抽滤收集产物。干燥后称重并计算产率。

【实验流程】

回流提取 蒸馏 茶叶末 提取液 粗提取液 95%乙醇

蒸干

五、注意事项粗提取物 ①升华

②收集

咖啡因 1、滤纸套大小既要紧贴器壁，又能方便取放，其高度不得超过虹吸管上沿；滤 纸包要严密，防止茶叶末漏出堵塞虹吸管，纸套上面折成凹形，以保证回流液均匀浸润被萃取物。

2、瓶中乙醇不可蒸得太干，否则残液很黏，转移时损失较大。

3、在萃取回流充分的情况下，升华操作是实验成败的关键。升华过程中，始终都要用小火间接加热，若温度过高，会使产物发黄。注意温度计应放在合适的位置，正确反映出升华的温度。 六、思考题

1、提取咖啡碱时，方法一中用到生石灰，方法二中用到碳酸钠，它们各自起什么作用？

2、从茶叶中提取的粗咖啡碱有绿色光泽，为什么？ 3、方法二中蒸馏回收二氯甲烷时，流出液为何出现浑浊？

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