阿司匹林的合成表征及含量分析武工大工业分析综合实验.docx
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阿司匹林的合成表征及含量分析武工大工业分析综合实验
综合实验报告
题目：
阿司匹林的合成、表征及含量分析
姓名：
学号：
班级:
同组人：
指导老师：
实验日期：
2011年9月16日
目录
中文摘要：
0
Abstract:
0
前言1
一．阿司匹林历史1
二．阿司匹林的发展及前景3
三．实验中用到的操作技术3
四．实验药品相关数据6
实验内容8
一．实验仪器和药品8
二．实验步骤9
三．阿司匹林的鉴定9
1.FeCl3法鉴定阿司匹林9
2.红外光谱法鉴定阿司匹林9
3.熔点法鉴定阿司匹林10
四．阿司匹林的含量分析10
1．紫外分光光度法10
2．酸碱滴定法测定乙酰水杨酸的含量11
结果与讨论：
12
1．粗产品产率12
2．阿司匹林的含量测定12
（1）滴定法测得阿司匹林的含量12
（2）紫外分光光度法测定阿司匹林含量13
3.阿司匹林的鉴定15
（1）FeCl3检验15
（1）熔点测定15
（2）红外光谱分析15
结论与展望:
17
注意事项:
17
体会与心得:
18
参考文献：
18
中文摘要：
阿司匹林是历史悠久的解热镇痛药，而本次综合实验主要涉及到阿司匹林的合成、提纯、鉴定及含量分析。
本实验是以水杨酸和醋酸酐为主要原料在浓硫酸催化下合成乙酰水杨酸的。
水杨酸是一个具有羧基和酚羟基的双官能团化合物，能进行两种不同的酯化反应。
用乙酸酐做酰化剂，可与其酚羟基反应生成乙酰水杨酸。
本实验以浓硫酸为催化剂，使水杨酸与乙酸酐发生酰化反应，制取阿司匹林。
在浓硫酸介质中，水杨酸和乙酸酐发生乙酰化反应生成乙酰水杨酸（阿司匹林），副产物可采用饱和NaHCO3溶液洗涤及乙酸乙酯重结晶除去。
而水杨酸可以在各步纯化过程和产物的重结晶过程中被除去。
乙酰水杨酸具有一系列特殊的结构，在红外光谱图中，可以出现多个特征振动频率吸收峰，将其与标准红外光谱图比较，再结合产品的熔点等物理性质，可以对合成的产品进行表征与鉴定。
在过量氢氧化钠介质中，乙酰水杨酸定量水解为水杨酸。
由于水杨酸在紫外光照射下谱图中可以出现K带R带和B带吸收，其中以K带吸收最强，位于290-300nm处。
紫外吸收吸光度符合朗勃-比尔定律。
因此，可以用标准曲线法测定乙酰水杨酸的含量。
此外，乙酰水杨酸的分子结构中含有羧基，在溶液中离解出一个质子。
用NaOH标准溶液直接滴定，用酚酞作指示剂可分析其含量。
操作中控制温度在100C以下，在中性乙醇溶液中用NaOH标准溶液滴定，可有效防止乙酰水杨酸水解，减小误差以得到较为理想的结果。
Abstract:
Aspirinisahistoricanti-inflammatorydrugs,andthissyntaxicexperimentismainlyrelatedtothesynthesis,purification,identificationandcontentanalysisofaspirin.
Thisexperimentsynthesizestheaspirintakethesalicylicacidandtheaceticanhydrideastheprimarydataunderthestrongsulfuricacidcatalysis.Thesalicylicacidisonehasthecarboxylgroupandthephenolhydroxyldoublefunctionalgroupcompound,cancarryontwokindofdifferentesterificationresponses.Ifmakestheacylatingagentwiththesecondgradeacidanhydride,maywithitsphenolhydroxylresponseproductionaspirin.Thisexperimenttakethestrongsulfuricacidasthecatalyst,causesthesalicylicacidandthesecondgradeacidanhydridehastheacylationtorespond,thesystemtakestheaspirin.Moreover,inthestrongsulfuricacidmedium,thesalicylicacidandthesecondgradeacidanhydridehastheacetylizeresponseproductionaspirin（aspirin）,theby-productmayalsousethesaturatedNaHCO3solutiontowashandtheethylacetateheavycrystallizationtoremove.Butthesalicylicacidmaybeeliminatedineachsteppurificationprocessandrecrystallizationprocess.
Theaspirinhasaseriesofspecialstructures,intheinfraredlightspectrogram,maypresentmanyeigenvibrationfrequencyabsorptionpeak,comparesitwiththestandardinfraredlightspectrogram,recombineproduct'sphysicalpropertiesandalsomeltingpoint,maycarryontheattributetothesynthesisproduct.
Intheexcessivesodiumhydroxidemedium,theaspirincanbehydrolyzedtobethesalicylicacid.AndthesalicylicwillpresenttheKbelt,theRbeltandtheBbeltabsorptionintheUV-light,amongwhichtheKbeltabsorptionisthestrongest,locatedat290~300nmplace.Theultravioletabsorptionextinctionconformstothebrightsuddenly-Billlaw.Therefore,wecanusethespecificationcurvelawtodeterminetheaspirinthecontent.
Inaddition,theaspirinmolecularstructureincludesthecarboxylgroup,candissociatesaprotoninthesolution.ItcanbedirectlytitratedbytheNaOHstandardsolutionwiththephenolphthaleinastheindicator.Intheoperationcontrolsthetemperatureshouldbetterbelow100℃,inneutralethylalcoholsolutionwithNaOHstandardsolutiontitrated,canpreventtheaspirinfromhydrolyzingeffectively,andreducetheerrortoobtainamoreidealresult.
关键字：
阿司匹林合成鉴定含量测定
Keywords:
Aspirin;synthesis;identification;contentmensuration
前言
一．阿司匹林历史
中文名称：
阿司匹林
中文俗名：
醋柳酸、巴米尔、力爽、塞宁、东青等
英文名称：
Aspirin
英文别名：
AcetylsalicylicAcid、AcidumAcetylsalicylicum、Adiro、CodralJunior、Novosprin、Salitison等
拉丁名称：
Aspirin
化学普通命名法：
乙酰水杨酸，acetylsalicylicacid
化学系统命名法：
2-（乙酰氧基）苯甲酸
IUPAC命名法：
2-ethanoylhydroxybenzoicacid
分子结构式为：
C9H8O4
分子相对质量：
180.16
阿司匹林是历史悠久的解热镇痛药，诞生于1899年3月6日。
早在1853年夏尔，弗雷德里克·热拉尔（Gerhardt）就用水杨酸与醋酐合成了乙酰水杨酸，但没能引起人们的重视；1898年德国化学家菲霍夫曼又进行了合成，并为他父亲治疗风湿关节炎，疗效极好；1899年由德莱塞介绍到临床，并取名为阿司匹林（Aspirin）。
到目前为止，阿司匹林已应用百年，成为医药史上三大经典药物之一，至今它仍是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药，也是作为比较和评价其他药物的标准制剂。
在体内具有抗血栓的作用，它能抑制血小板的释放反应，抑制血小板的聚集，这与TXA2生成的减少有关。
临床上用于预防心脑血管疾病的发作。
阿司匹林于1898年上市，近年来发现它还具有抗血小板凝聚的作用，于是重新引起了人们极大的兴趣。
将阿司匹林及其他水杨酸衍生物与聚乙烯醇、醋酸纤维素等含羟基聚合物进行熔融酯化，使其高分子化，所得产物的抗炎性和解热止痛性比游离的阿司匹林更为长效。
根据文献记载，阿司匹林的发明人是德国的费利克斯·霍夫曼，但这项发明中，起着重要作用的还有一位犹太化学家阿图尔·艾兴格林。
1934年，费利克斯·霍夫曼宣称是他本人发明了阿司匹林。
当时的德国正处在纳粹统治的黑暗时期，对犹太人的迫害已经愈演愈烈。
在这种情况下，狂妄的纳粹统治者更不愿意承认阿司匹林的发明者有犹太人这个事实，于是便将错就错把发明家的桂冠戴到了费利克斯·霍夫曼一个人的头上，为他们的“大日耳曼民族优越论”贴金。
纳粹统治者为了堵住阿图尔·艾兴格林的嘴，还把他关进了集中营。
第二次世界大战结束后，大约在1949年前后，阿图尔·艾兴格林又提出这个问题，但不久他就去世了。
从此这事便石沉大海。
英国医学家、史学家瓦尔特·斯尼德几经周折获得德国拜尔公司的特许，查阅了拜尔公司实验室的全部档案，终于以确凿的事实恢复了这项发明的历史真面目。
他指出：
在阿司匹林的发明中，阿图尔·艾兴格林功不可没。
事实是在1897年，费利克斯·霍夫曼的确第一次合成了构成阿司匹林的主要物质，但他是在他的上司——知名的化学家阿图尔·艾兴格林的指导下，并且完全采用艾兴格林提出的技术路线才获得成功的。
以下是一些与阿司匹林有关的重要年份：
2300多年前，西方医学的奠基人、希腊生理和医学家希波克拉底就已发现，水杨柳树的叶和皮具有镇痛和退热作用，但弄不清它的有效成份。
1827年，英国科学家拉罗克斯首先发现柳树含有一种叫水杨甙的物质。
1853年，德国化学家杰尔赫首次合成水杨酸盐类的前身—纯水杨酸。
它具有退热止痛作用，但毒性大，对胃有强烈的刺激。
1897年，另一位德国化学家霍夫曼为解除父亲的风湿病之苦，将纯水杨酸制成乙酰水杨酸，这即是沿用至今的阿斯匹林。
它保持了纯水杨酸的退热止痛作用，毒性和副作用却大为降低。
1899年，德国化学家拜尔创立了以工业方法制造阿斯匹林的工艺，大量生产阿斯匹林，畅销全球。
二．阿司匹林的发展及前景
阿司匹林在国外发展稳定。
20世纪80年代，阿司匹林占美国解热镇痛药市场的50-60％，其中1／3用于抗风湿治疗。
90年代初，由于其他解热镇痛药的崛起，挤占了阿司匹林的部分市场份额，使其市场占有率有所下降，但最近几年又不断回升。
目前阿司匹林占美国解热镇痛药市场销售额的25％－27％，扑热息痛占45％左右，布洛芬占23％－25％，其他解热镇痛药占5％左右。
阿司匹林在国内发展前景光明。
据零售额统计显示，近几年美国市场上阿司匹林是惟—一个销售额增长的解热镇痛药产品。
90年代中期，美国阿司匹林销售额为5.5亿美元左右，到20世纪末，销售额达到5.8亿美元左右，年均增幅约为0.9％－1.1%，而同期其他解热镇痛药销售额下降或持平。
长期以来，我国阿司匹林年消费量一直在3000t左右徘徊，仅占世界消费量的7％，明显低于发达国家。
最近几年我国消费量有所增长，达到每年4000t。
特别是阿司匹林制剂的市场销售额有了较快的增长，2000年我国阿司匹林片剂产量达到100多亿片。
但是，增长的大部分是防治中老年人心脑血管疾病的小剂量阿司匹林，解热镇痛药市场的阿司匹林消费量增长幅度不大。
近年来，由于美国生产的阿司匹林已大幅减少，转而向国际市场上购买，使我国阿司匹林出口美国的数量大幅增加。
从长远来看，随着我国加入世贸组织，以及阿司匹林生产企业管理和技术水平的不断提高，我国企业在国际市场上的竞争力将会越来越强。
今后我国将成为世界阿司匹林的主要生产国和出口国，产量和出口量都会不断增加，发展前景看好。
三．实验中用到的操作技术
1．重结晶
定义：
将晶体溶于溶剂或熔融以后，又重新从溶液或熔体中结晶的过程。
又称再结晶。
原理：
固体有机物在溶剂中的溶解度与温度有密切关系。
一般是温度升高，溶解度增大。
若把固体溶解在热的溶剂中达到饱和，冷却时即由于溶解度降低，溶液变成过饱和而析出晶体。
利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同，可以使被提纯物质从过饱和溶液中析出。
而让杂质全部或大部分仍留在溶液中（若在溶剂中的溶解度极小，则配成饱和溶液后被过滤除去），从而达到提纯目的。
2．抽滤
原理：
利用抽气泵使抽滤瓶中的压强降低,达到固液分离的目的。
过程：
（1）.安装仪器,检查布式漏斗与抽滤瓶之间连接是否紧密，抽气泵连接口是否漏气；
抽滤瓶上配一单孔塞，布氏漏斗安装在塞孔内。
漏斗管下端的斜面朝向抽气嘴。
但不可靠得太近，以免使滤液从抽气嘴抽走。
（2）.修剪滤纸，使其略小于布式漏斗，但要把所有的孔都覆盖住，并滴加蒸馏水使滤纸与漏斗连接紧密；
往滤纸上加少量水或溶剂，轻轻开启水龙头，吸去抽滤瓶中部分空气，以使滤纸紧贴于漏斗底上，免得在过滤进有固体从滤纸边沿进入滤液中。
（3）.打开抽气泵开关，开始抽滤。
在抽滤过程中，当漏斗里的固体层出现裂纹时，应用玻璃塞之类的东西将其压紧，堵塞裂纹。
如不压紧也会降低抽滤效率；
3．红外光谱KBr压片法
（1）红外光谱法又称“红外分光光度分析法”。
简称“IR”,分子吸收光谱的一种。
利用物质对红外光区的电磁辐射的选择性吸收来进行结构分析及对各种吸收红外光的化合物的定性和定量分析的一法。
被测物质的分子在红外线照射下，只吸收与其分子振动、转动频率相一致的红外光谱。
对红外光谱进行剖析，可对物质进行定性分析。
化合物分子中存在着许多原子团，各原子团被激发后，都会产生特征振动，其振动频率也必然反映在红外吸收光谱上。
据此可鉴定化合物中各种原子团，也可进行定量分析。
（2）红外光谱法的一般特点：
特征性强、测定快速、不破坏试样、试样用量少、操作简便、能分析各种状态的试样、分析灵敏度较低、定量分析误差较大。
（3）对样品的要求：
①试样纯度应大于98％
②试样不应含水（结晶水或游离水）
水有红外吸收，与羟基峰干扰，而且会侵蚀吸收池的盐窗。
所用试样应当经过干燥处理
（4）压片要求：
KBr在7500kg／cm2压力下易形成透明的晶片，其背景吸收根小，且无选择性，在1000cm-1反射损失为8.5%，可在4000～400cm-1范围内用作压片基质，但它易吸湿（20℃的水溶度为70g／100g），必须充分干燥，尽量减少水分的影响（在整个中红外区均有强烈的水分吸收，潮湿还会造成不平和粗糙的表面），可在200℃干燥数小时后保存在分子筛干燥器内，最好研细至直径2cm左右量出标准重量放入一些小容器中以备随时使用。
为避免出现Christiansen散射导致谱带轮廊的不对称，应使KBr与样品颗粒小于所测的红外辐射波长（粗颗粒会在压片中形成白点，研磨时间过长样片变白）。
样品与KBr应混合均匀以免散射使高波数端基线抬高。
为防止压片的龟裂现象，压片时应先抽气至1～2mmHg柱，保持1～2min后极其缓慢的均匀的降压，除去底座倒置后套上顶圈用压力机将压片轻轻推出模心，将模具加热可给脱模带来方便，并减少了压片起雾的危险，而用一块橡皮垫在模具之下，使之与底模相接触，当压片离开模膛时，可防止横向与垂直方向应力突然同时消除；使用纸圈也可有效地防止压片龟裂，还可以用于不足1mg样品的分析。
当压片制成备用时，在外观上应当是透明的，或更可能是均匀半透明或是乳白色的。
样品与KBr混合不充分，压力太低或除气不够会导致透明度差。
质地不匀或有云层通常是压制时粉末在模具中分布不均匀的结果。
4．紫外分光光度法测定阿司匹林含量
（1）紫外分光光度计基本工作原理
紫外分光光度计基本工作原理和红外光谱仪相似，利用一定频率的紫外光照射被分析的有机物质，引起分子中价电子的跃迁，它将有选择地被吸收。
一组吸收随波长而变化的光谱，反映了试样的特征。
在紫外可见光的范围内，对于一个特定的波长，吸收的程度正比于试样中该成分的浓度，因此测量光谱可以进行定性分析，而且根据吸收与已知浓度的标样的比较，还能进行定量分析。
（2）测量波长的选择
通常都是选择最强吸收带的最大吸收波长作为测量波长，称为最大吸收原则，以获得最高的分析灵敏度。
而且在最大吸收波长附近，吸光度随波长的变化一般较小，波长的稍许偏移引起吸光度的测量偏差较小，可得到较好的测定精密度。
但在测量高浓度组分时，宁可选用灵敏度低一些的吸收峰波长（ε较小）作为测量波长，以保证校正曲线有足够的线性范围。
如果最大吸收波长所处吸收峰太尖锐,则在满足分析灵敏度前提下，可选用灵敏度低一些的波长进行测量，以减少比耳定律的偏差。
（3）适宜吸光度范围的选择
任何光度计都有一定的测量误差，这是由于测量过程中光源的不稳定、读数的不准确或实验条件的偶然变动等因素造成的。
由于吸收定律中透射比T与浓度C是负对数的关系，从负对数的关系曲线可以看出，相同的透射比读数误差在不同的浓度范围中，所引起的浓度相对误差不同，当浓度较大或浓度较小时，相对误差都比较大。
因此，要选择适宜的吸光度范围进行测量，以降低测定结果的相对误差。
一般选0.3~0.8即可。
（4）测定溶液中物质的含量
可见或紫外分光光度法都可用于测定溶液中物质的含量。
测定标准溶液（浓度已知的溶液）和未知液（浓度待测定的溶液）的吸光度，进行比较，由于所用吸收池的厚度是一样的。
也可以先测出不同浓度的标准液的吸光度，绘制标准曲线，在选定的浓度范围内标准曲线应该是一条直线，然后测定出未知液的吸光度，即可从标准曲线上查到其相对应的浓度。
四．实验药品相关数据
1.水杨酸：
分子式C7H6O3
结构式
分子量138.12
熔点159℃
相对密度1.443
沸点211℃（2.66KPa）
白色针状结晶或单斜结晶。
有辛辣味。
易燃。
低毒。
在空气中稳定，但遇光渐渐改变颜色。
在76℃时升华。
急剧加热时分解为酚及二氧化碳。
易溶于乙醇、丙酮、乙醚及热水，溶于氯仿、苯和松节油，微溶于水。
饱和水溶液的PH为2.4。
其水溶液呈酸性反应。
储存空气中稳定，遇光渐渐变色。
应贮存于阴凉、通风、干燥的库房中，远离火源、热源，与易爆品、氧化剂分开存放。
本品能刺激皮肤、黏膜并能与机体组织中的蛋白质发生反应，有腐蚀作用。
大量服食引起呕吐、腹泻、腹痛、呼吸频促、酸中毒等症状。
2.醋酸酐：
分子式C4H6O3
结构式
分子量102.09
蒸汽压1.33KPa/36℃
闪点49℃
熔点－73.1℃
沸点138.6℃
溶解性溶于苯、乙醇、乙醚；
相对密度（水=1）1.08相对密度（空气=1）3.52
无色透明液体，有刺激性气味，其蒸气压为催泪毒气；
3.浓硫酸：
分子式H2SO4
结构式
分子量98.07
熔点10.4
沸点290℃
密度1.84g/cm3
无色透明油状液体。
能与水任意比互溶，并放出大量的热。
注意:
若皮肤直接接触.用棉布先吸去皮肤上的硫酸,再用大量流动清水冲洗,最后用0.01%的苏打水（或稀氨水）浸泡.切勿直接冲洗！
4.乙醇：
分子式C2H5OH
结构式
分子量46.07
工业乙醇含量为95％
相对密度（20℃/4℃）0.793
凝固点－114℃
沸点78.32℃
闪点（开口）16℃
燃点390-430℃
折光率1.3614
粘度（20℃）1
注意事项：
储存于阴凉、通风的库房。
远离火种、热源。
库温不超过30℃，相对湿度不超过80％。
包装要求密封，不可与空气接触。
实验内容
一．实验仪器和药品
1.试剂：
水杨酸（CP），醋酸酐（CP），浓硫酸（AR），95%乙醇，乙酰水杨酸，KBr（AR）,HCl（AR）,NaOH（AR）,乙酸乙酯（AR），饱和NaHCO3,1%FeCl3溶液，邻苯二甲酸氢钾（AR），1%酚酞，冰。
2.仪器：
HW-3红外烘干箱，天津市光学仪器厂；FW-4A型压片机，天津市光学仪器厂；TU-1800UV-VISspectrophotometer，北京普析分析仪器厂：
水浴锅。
天平，磨口锥形瓶250ml;，烧杯（250ml），玻璃棒，布氏漏斗，吸滤瓶，移液管（25ml），量筒（100ml），碱式滴定管（50ml），表面皿，定性滤纸。
3.实验原理
乙酰水杨酸可由水杨酸（邻羟基苯甲酸）和乙酸酐在浓硫酸的翠花作用下合成。
水杨酸是一个具有酚羟基和羧基双官能团化合物，能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，即阿司匹林。
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。
反应式如下：
乙酰水杨酸能与碳酸氢钠反应生成水溶性钠盐，而副产物聚合物不能溶于碳酸氢钠，这种性质上的差别可用于阿斯匹灵的纯化。
可能存在于最终产物中的杂质是水杨酸本身，这是由于乙酰化反应不完全或由于产物在分离步骤中发生水解造成的。
它可以在各步纯化过程和产物的重结晶过程中被除去。
与大多数酚类化合物一样，水杨酸可与三氯化铁形成深色络合物；阿斯匹灵因酚羟基已被酰化，不再与三氯化铁发生颜色反应，因此杂质很容易被检出。
乙酰水杨酸具有一定特殊结构，在红外光谱图可出现多个特征值振动频率。
比较产品和标准的红外光谱图，同时结合产品的熔点，可对合成产品进行鉴定。
二．实验步骤
在125ml锥形瓶中加入2g水杨酸，5ml乙酸酐和5滴浓硫酸，摇动锥形瓶，在水浴上加热5—10min，控制水温在85—90℃。
冷却至室温，即有乙酰水杨酸析出。
如不结晶，可
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