張 立
(安慶醫(yī)藥高等專科學(xué)校 安徽 安慶 246000)
有機化學(xué)是我們學(xué)校藥學(xué)專業(yè)學(xué)生必修的課程,而阿司匹林的制備是重要的有機合成,全世界每年阿司匹林原料藥產(chǎn)量已達5萬噸左右,年產(chǎn)片劑1000多億片,所以學(xué)習(xí)藥劑的學(xué)生應(yīng)該熟悉它的制備方法。而制備阿司匹林的實驗,無論從化學(xué)來說還是藥劑學(xué)來說都是重要的內(nèi)容,也是為學(xué)習(xí)專業(yè)課實驗打下基礎(chǔ)。
(1)學(xué)習(xí)酰化反應(yīng)的原理。
(2)熟悉固體有機物的制備、提純、結(jié)晶、抽濾等步驟。
(3)掌握重結(jié)晶精制的基本操作。
實驗實施條件:125ml的錐形瓶,抽氣機抽濾瓶,布氏漏斗,中速濾紙,水楊酸(AR級),乙酸酐(AR級,新蒸的),飽和碳酸氫鈉溶液,濃硫酸,濃鹽酸,1%三氯化鐵溶液,水浴鍋(內(nèi)裝水與異丙醇共沸物),冰水,磁力攪拌器,量筒,燒杯,托盤天平。
實驗步驟:
1.在錐形瓶中加入原料:水楊酸、乙酸酐和濃硫酸,將錐形瓶放入裝有水與異丙醇共沸物的水浴鍋中,這樣就能保證實驗所需溫度80—85℃,加熱10分鐘。
2.冷卻一下,直接加入15ml的冰蒸餾水,晶體析出后,再次加入約50ml冰水,結(jié)晶析出完全,抽濾,得到粗品。
3.將乙酰水楊酸粗品轉(zhuǎn)移至燒杯中,加入飽和碳酸氫鈉至無氣泡產(chǎn)生,抽濾,用少量水洗滌漏斗,收集濾液。
4.濾液倒入鹽酸溶液中,磁力攪拌器低速轉(zhuǎn)動,乙酰水楊酸晶體重新析出,放冰水浴中冷卻使結(jié)晶完全,抽濾,得到精制品。
實驗報告要求:
在實驗報告前一頁紙實驗原始記錄上把實驗的相關(guān)現(xiàn)象數(shù)據(jù)記錄下來,教師在原始記錄頁上簽名認可后再寫實驗報告,實驗報告中的現(xiàn)象數(shù)據(jù)應(yīng)與實驗原始記錄一致,分析成功的經(jīng)驗在哪里或是失敗的問題出在哪里,實驗報告應(yīng)真實客觀,認真完成,教師最后要評定等次。
用改進后的實驗步驟完成阿司匹林的制備實驗,縮短了晶體析出時間,讓學(xué)生得到晶體的概率大大提高,產(chǎn)率較高,保證了學(xué)生實驗?zāi)茌^順利的完成。
1.反應(yīng)溫度不宜過高,否則副產(chǎn)物生成較多,產(chǎn)率下降。
2.純化阿司匹林時,應(yīng)控制溶液呈弱酸性,否則阿司匹林以鹽的形式存在。
阿司匹林制備實驗雖屬于驗證性的實驗,但有機合成實驗也需要學(xué)生注意很多實驗細節(jié),勤于思考,認真實驗才能獲得成功,從實際教學(xué)看,改進后的實驗成功率高,學(xué)生興趣較高,教學(xué)效果不錯。實驗報告基本能做到真實記錄,認真書寫。在實驗中,實驗的安全因素也很重要,為此,結(jié)合本實驗內(nèi)容,濃硫酸試劑瓶本人只放一瓶在講臺上,目的是可以及時發(fā)現(xiàn)問題;水浴鍋等用電器事先檢查好,插頭插牢,因為水和電在一起有發(fā)生事故可能,實驗中不時糾正學(xué)生不規(guī)范的地方,提醒學(xué)生防止燙傷。
阿司匹林經(jīng)過幾十年的生產(chǎn)實踐,已經(jīng)形成了一套十分成熟的工藝,進入21世紀后,在新的形勢下,由于對綠色、環(huán)保、節(jié)能等的重視程度提高,業(yè)界對阿司匹林幾十年來沿用的生產(chǎn)工藝進行了重新審視。近年來,國內(nèi)外阿司匹林工藝研究漸趨活躍。肖新榮等人在《精細化工中間體》雜志上發(fā)表文章認為,在水楊酸乙酸酐反應(yīng)合成阿司匹林中,用一水硫酸氫鈉為催化劑,反應(yīng)時間約為40分鐘,反應(yīng)溫度為80℃~90℃,收率約為86.7%。丁健樺等人在《東華理工學(xué)院學(xué)報》上撰文提出,以三氯化鋁為催化劑用于水楊酸和醋酐合成阿司匹林的反應(yīng)中,反應(yīng)時間為30分鐘,回流溫度為85℃,產(chǎn)率為72.6%。美國專利局2001年8月公開了Handal-Vega等人的“阿司匹林工業(yè)生產(chǎn)合成方法”的發(fā)明專利。該專利提出了一個水楊酸和醋酐合成阿司匹林的新方法:在水楊酸和醋酐反應(yīng)中按一定比例加入氧化鈣或氧化鋅,得到一種乙酰水楊酸和醋酸鈣或醋酸鋅以及最大為2%游離水楊酸的混合物。隆金橋等人在《廣西右江民族師專學(xué)報》上撰文提出,采用磷酸二氫鈉為催化劑合成阿司匹林,其用量為反應(yīng)物總量的10.5%,反應(yīng)時間為30分鐘,反應(yīng)溫度為75℃,收率約達76%,產(chǎn)品純度好。王貴全等人在《化學(xué)工程師》雜志上撰文提出,以酸活化膨潤土為催化劑合成阿司匹林,反應(yīng)溫度為85℃~90℃,反應(yīng)時間為0.5~1小時,催化劑用量為5%水楊酸投料量,收率約為90.44%。該方法反應(yīng)體系溫和,不腐蝕設(shè)備,不污染環(huán)境,后處理方便。
綜上,隨著阿司匹林在醫(yī)藥上的應(yīng)用越來越廣泛,讓藥學(xué)專業(yè)學(xué)生熟悉阿司匹林的制備方法很有必要,也讓學(xué)生在實驗操作中提高自己能力,為國家社會輸送合格的醫(yī)藥專業(yè)的人才。