阿司匹林制备工艺条件选择

阿司匹林制备工艺条件选择

[摘要]以水杨酸和乙酰氯为原料，浓硫酸为催化剂合成阿司匹林。并通过设计正交实验，研究了该合成反应的优化效果，找出最佳合成反应条件。结果表明，当水杨酸用量为3g，乙酰氯用量为ml，浓硫酸为滴时。℃时阿司匹林的收率可达，比同等条件下乙酸酐的收率提高了很多。

[关键词]阿司匹林乙酰氯水杨酸浓硫酸时间温度

[前言]阿司匹林是应用最广泛的消炎、解热、镇痛药物之一。也是作为比较和评价其他药物的标准制剂。在现行的阿司匹林合成实验中常用乙酸酐和水杨酸为原料，但由于乙酸酐是制备毒品的原材料，采购麻烦，且反应速率慢和转化率较低，生成的产物中存在乙酸单体，阿司匹林的分离提纯较困难。而乙酰氯为原料可以克服以上缺点，且原料易得。基于以上原因，本实验采用乙酰氯为原料替代乙酸酐合成阿司匹林，以改进现行的阿司匹林合成实验。而且本文通过设计正交实验找到了最理想的合成条件。改进后的合成反应更易控制，产率更高。

1试剂与仪器

试剂：水杨酸，乙酰氯，浓硫酸，碳酸氢钠，浓盐酸

仪器：SZCL-3型数显智能控温磁力搅拌器，蒸发皿 SHZ-D循环水式真空泵，电子天平

2实验方法

2．1实验原理

水杨酸分子中含羟基(一OH)、羧基(一COOH)，具有双官能团。实验采用强酸硫酸为催化剂，以乙酰氯为乙酰化试剂，与水杨酸的酚羟基发生酰化作用形成酯。反应如下：

+ →+ HCl

由于水杨酸中的羧基、羟基能形成分子内氢键，使体系能量增大，如果要在酚羟基发生反应，首先外界给与能量破坏其分子内氢键，才能发生酰化反应，所以在没有催化剂存在时，反应须加热到 150～160℃才能反应，但如果加入少量

的浓硫酸破坏氢键，反应温度可降至 60～8O℃，而且反应副产物也会降低，这是一个较简单、产率高的反应。其主要副反应有：

制备的粗产品纯，除上面两副产品外，可能还有没有反应的水杨酸等杂质。

2实验步骤

2．1乙酰水杨酸制备

(1)称取水杨酸3.0g于三颈烧瓶，在通风条件下用吸管取一定量的乙酰氯，加入烧瓶，然后用滴管滴入适量滴数的浓流酸，打开搅拌器进行搅拌，使固体完全溶解，用回流管进行回流。盖上带玻璃管的胶寒，连接好装置，慢慢加热至一定的温度，保持适当的时间。

(2)将三颈烧瓶从热源上取下来，使其慢慢冷却至室温，在冷却过程中，阿司匹林渐渐从溶液中析出，待结晶形成后再加入 100 mL水，并将该溶液放入冰浴中冷却 20min，晶体完全析出。

(3)抽滤得到固体，用冰水洗涤几次，并压紧抽干，固体转移至表面皿，风干，得到的固体为阿司匹林粗品。

2．2正交设计表

阿司匹林合成实验属于成酯反应，反应原料配比对产率的影响较大，所以选择水杨酸与乙酰氯物质的量之比作为考察的主要因素之一。催化剂浓硫酸的用量、反应时间及反应温度均会影响合成效果，故把这3个因素也同时作为考察因素，实验的影响因素和水平见表I。

表1.因素水平表

阿司匹林：乙酰氯浓硫酸（滴）水浴温度（℃）时间（min）因素

水平

1 1:4 6 75 15

2 1:5 8 85 30

3 1:6 10 95 45

3.1正交实验结果

表1.直观分析表

表2.方差分析表

表3.粗品熔点表

3.2结果讨论

我们这组的阿司匹林制备工艺的选择实验考察了4个影响因素和3个水平，根据

正交实验设计表做表，选用4因素3水平9次试验的正交实验表，记为L9(34)，“L”是正交表的代号。根据我们所做的实验结果，正交实验设计和实验数据结果，处理后得以上几个表，其中表2中的最后一栏为各因素的极差，即任何一列各水平下指标值的最大值与最小值之差，R越大，说明该因素对实验指标的影响越大，因此也就越重要。从对极差分析结果可以看出，以合成产率为考察指标，4种因素对阿司匹林合成反应的影响程度依次为：水浴温度>原料配比>浓硫酸用量>反应时间。在反应条件为：反应时间30min，原料配比为1：5，催化剂用量为10滴，水浴温度为75℃，此条件下阿司匹林的产率为94.87％，采用这个方案可获得较高的阿司匹林的产率。

方差分析又称变异数分析或F检验，是对多个水平平均数差异显著性检验的方法。F值是各因素的平均离差平方和与误差的平均离差平方和之比，比值的大小反映了各因素对实验结果影响程度的大小。由方差分析(表3)可得出： F（浓硫酸）、F（时间）较小，表示反应时间和催化剂用量对阿司匹林的产率影响不显著，F（阿司匹林：乙酰氯）、F（水浴温度）较大，表示原料配比和水浴温度对阿司匹林的产率的影响较显著。从F值的大小还可以看出，F（水浴温度）>F（阿司匹林：乙酰氯）>F（浓硫酸）>F（时间），即水浴温度对阿司匹林的产率影响最大，原料配比次之，其次是催化剂的用量，最后是反应时间。

4结论

试验以水杨酸和乙酰氯为原料，浓硫酸为催化剂合成阿匹林，水杨酸用量为3．0 g，乙酰氯用量为15mL，浓硫酸用量为10 mL时，75℃反应约30 min，可得到3.7 g阿司匹林粗品，收率达到了94.87％，与同等条件下乙酸酐为原料合成相比，收率提高了许多，其原因与原料的本身性质有关，乙酰氯的反应活性高于乙酸酐。我们对所得到的阿司匹林的粗品进行了熔点测定。由九组所得到的结果我们可以看出，由于乙酰氯的熔点是-112℃，水杨酸的熔点是159℃，阿司匹林的熔点是135℃。因此我们得的阿司匹林的粗品应该低于阿司匹林纯品的熔点大部分都在一百一十摄氏度之间。

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