阿司匹林合成工艺优化论文doc.docx
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阿司匹林合成工艺优化论文doc
摘要
阿司匹林的传统合成方法是用醋酸酐和水杨酸为起始原料，以浓硫酸为催化剂，经酯化反应而制得。
这一生产方法已使用多年，其工艺较为成熟，但是收率较低，一般在70%左右，容易发生副反应，产品成色较差，浓硫酸为催化剂对设备有较强的腐蚀作用，更为严重的是采用该方法生产阿司匹林时会产生大量的废酸液体，对环境的污染较大。
本文介绍使用新型环境友好型催化剂维c对阿司匹林生产的影响，以此来论证维c催化剂在阿司匹林制备过程中的优点,利用正交试验找出最佳实验条件，以此达到最佳产率。
关键词：
阿司匹林催化剂合成优化
第一章前言
1．1关于阿司匹林
中文俗名：
拜阿司匹灵、醋柳酸、巴米尔、力爽、塞宁、东青等。
阿司匹林是一种历史悠久的解热镇痛药，诞生于1899年3月6日。
白色针状或板状结晶或粉末。
熔点135～140℃，无气味，微带酸味。
在干燥空气中稳定，在潮湿空气中缓缓水解成水杨酸和乙酸。
在乙醇中易溶，在乙醚和氯仿溶解，微溶于水，在氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液中能溶解，但同时分解，该品1g能溶于300ml水5ml醇10-15ml醚或17ml氯仿。
1.2阿司匹林的合成[1]
2.1传统方法：
用浓硫酸做催化制备：
取20g水杨酸、28mL乙酸酐、10滴浓硫酸倒入三颈瓶内,将三颈瓶放入加热套中加热,加热到50℃,将温度控制在50～60℃之间,反应0.5h.加热的同时,开动搅拌器搅拌,待反应完全后,停止搅拌,反应溶液于搅拌下倒入冷水中,自然冷却至室温,至乙酰水杨酸全部析出,抽滤,即得粗品.
精制[2]
将粗品置于烧杯中,加入乙醇,在水浴上加热溶解,在搅拌下倒入热水中。
活性炭放入盛有热水的烧杯中进行脱色,趁热过滤,滤液自然冷至室温,析出白色结晶。
将析出结晶用油滤,再用少量50%乙醇洗涤,自然避光干燥,即得精品.
2.2优化工艺：
使用维生素c作为催化剂进行阿司匹林的合成,同时考察了反应时间、反应温度、催化剂用量对产品收率的影响,最佳工艺，这种方法中使用的维生素价格低廉,来源丰富,环境友好,应用前景乐观
产品特性:
稍溶于水,溶于乙醇、氯仿,针状结晶,干品无臭,湿品有乙酸臭.
注：
（1）通过比较可得出用NaHSO4·H2O做催化剂时反应温度为75℃,水浴温度为87℃,反应时间为30min时产率最高且安全可靠,对设备腐蚀性小.
（2）造成精品产率较低的原因是精制时乙醇（无水）加得太多.通过多次实验,得出结论:
1g粗品溶于1.25mL乙醇（无水）较为适合.
1.3阿司匹林的应用
1.3.1镇痛、解热[3]
阿司匹林通过血管扩张短期内可以起到缓解头痛的效果，该药对钝痛的作用优于对锐痛的作用。
故该药可缓解轻度或中度的钝疼痛，如头痛、牙痛、神经痛、肌肉痛及月经痛，也用于感冒、流感等退热。
该品仅能缓解症状，不能治疗引起疼痛、发热的病因，故需同时应用其他药物参与治疗。
1.3.2消炎、抗风湿
阿司匹林为治疗风湿热的首选药物，用药后可解热、减轻炎症，使关节症状好转，血沉下降
1.3.3关节炎
除风湿性关节炎外，该品也用于治疗类风湿性关节炎，可改善症状，为进一步治疗创造条件。
此外，该品用于骨关节炎、强直性脊椎炎、幼年型关节炎以及其他非风湿性炎症的骨骼肌肉疼痛，也能缓解症状。
1.3.4抗血栓
该品对血小板聚集有抑制作用，阻止血栓形成，临床可用于预防暂时性脑缺血发作（TIA）、心肌梗塞、心房颤动、人工心脏瓣膜、动静脉瘘或其他手术后的血栓形成。
也可用于治疗不稳定型心绞痛。
1.3.5皮肤粘膜淋巴结综合症（川崎病）
患川崎病的患儿应用阿斯匹林，目的是减少炎症反应和预防血管内血栓的形成。
1.3.6预防消化道肿瘤
长期规律的使用阿司匹林可以大大降低胃肠道肿瘤的发生率。
1.3.7抑制血小板凝集
高海拔登山时使用[4]阿司匹林，它能抑制血小板的释放反应，抑制血小板的聚集
第二章方案设计
2.1仪器和试剂
仪器：
红外吸收光谱仪电热套
试剂：
水杨酸AR乙酸酐AR维c100mg/片乙醇AR氢氧化钠AR
2.2实验方法
2.2.1实验步骤
用维c做催化制备：
取水杨酸乙酸酐一定比例,加入维c催化剂，将三颈瓶放入加热套中加热,加热到60℃,将温度控制在60～80℃之间,反应10—30min加热的同时不断搅拌,待反应完全后,停止搅拌,反应溶液于搅拌下倒入冷水中,自然冷却至室温,至乙酰水杨酸全部析出,抽滤,即得粗品.
2.2.2合成
因素表：
位级
时间/min
催化剂/片
原料比/摩尔比
1
15
1
1:
2
2
25
2
1:
3
3
35
3
1:
4
正交表：
试验号
列号
产率
1/min
2/片
3/摩尔比
1
1（15）
1
1（1:
2）
2
1（15）
2
2（1:
3）
3
1（15）
3
3（1:
4）
4
2（25）
2
3（1:
4）
5
2（25）
3
1（1:
2）
6
2（25）
1
2（1:
3）
7
3（35）
3
2（1:
3）
8
3（35）
1
3（1:
4）
9
3（35）
2
1（1:
2）
2.2.3定量鉴定
取阿司匹林精密称定0.4g加中性乙醇20ml,振摇使阿司匹林溶解，加酚酞指示液3d，滴加氢氧化钠滴定液（0.1mol/l）至溶液显粉红色。
加定量过量的氢氧化钠滴定液（0.1mol/l）40ml，置水浴上加热15min并时时振摇，迅速放冷至室温，用硫酸滴定液（0.05mol/l）滴定剩余的碱。
根据消耗的滴定液体积及滴定度计算含量
2.2.4定性鉴定
取微量阿司匹林与大量溴化钠（1:
300）来研磨，压片，进行红外测定
第三章结果与讨论
3.1正交表
试验号
列号
产率/%
1/min
2/片
3/摩尔比
1
1（15）
1
1（1:
2）
36.42
2
1（15）
2
2（1:
3）
80.49
3
1（15）
3
3（1:
4）
86.29
4
2（25）
2
3（1:
4）
74.74
5
2（25）
3
1（1:
2）
99.25
6
2（25）
1
2（1:
3）
90.08
7
3（35）
3
2（1:
3）
43.91
8
3（35）
1
3（1:
4）
78.58
9
3（35）
2
1（1:
2）
99.66
I
235.36
203.2
205.08
II
254.48
264.1
254.89
III
239.61
272.15
279.48
i
78.45
67.73
68.36
ii
88.16
88.03
84.96
iii
79.87
90.71
93.16
R
9.71
22.98
24.8
由表可以看出阿司匹林合成反应时间
（1）对实验结果影响很大，三因素对实验的影响大小依次是反应时间
（1）>催化剂维c
（2）>原料比（3）
3.2含量测定
最佳工艺合成阿司匹林产率为112.2%，99.66%，82.41%。
定量结果41.86%，64.86%，68.75%。
3.2.1实验的改进
⑴摇动容易摇到上方，应等到均相时往上摇使溶液融掉。
⑵乙酸酐容易挥发，应装置搭好再投料。
⑶晶体不容易形成，改用冰水搅拌。
3.2.2如何得到漂亮的结晶
⑴让溶液充分的反应。
⑵在加入50ml水时，将水换为冰水。
⑶用冰水冷却，让晶体慢慢长大。
3.2.3产量的影响
水杨酸与乙酸酐物质的量之比（水杨酸：
乙酸酐）、催化剂维c用量，反应时间及反应温度作为考察因素，通过正交实验的方法来探索这些因素对阿司匹林合成产量的影响，从而确定一个比较好的合成工艺条件。
最佳工艺合成阿司匹林：
样品序号
产率
含量
1
112.2%
68.75%
2
99.66%
64.86%
3
82.41%
41.86%
3.3定性鉴定
用红外光谱仪定性，得到以下谱图
谱图解析：
⑴3000—2500cm-1有很宽的吸收峰，证明有羧基。
⑵1300—1000cm-1处有很强的吸收峰，证明有酯带峰。
⑶1755cm-1处有较强的吸收峰，证明有酯基内的羰基，在1689cm-1处有强的吸收峰，是羰基的峰。
⑷1606cm-1处有峰，证明有碳碳双键的存在。
⑸770—730cm-1处有峰是1，2取代。
初步分析该谱图可能是阿司匹林谱图。
第四章展望
水杨酸与乙酸酐物质的量之比（水杨酸：
乙酸酐）、催化剂硫酸氢钠用量，反应时间及反应温度作为考察因素，通过正交实验的方法[5]来探索这些因素对阿司匹林合成产量的影响，从而确定一个比较好的合成工艺条件。
正交实验是常用的安排实验的方法，也是在不知道影响因素时最好的方法，在新工艺、新方法的研究中，实验者为获得可靠的实验结果，就必须进行实验设计与优化。
正交实验设计是能够大幅度减少实验次数而又不会降低可信度的方法。
这种方法有一系列可供选择的实验表，正交实验法优化阿司匹林合成实验项目是我知道了在不知道影响因素时正交试验的重要性。
参考文献：
[1]刘少诚.药物化学[M].北京:
中国医药科技出版社,1989.
[2]四川医药.药物化学[M].北京:
人民卫生出版社,1979.54255.
[3]中国药典2010年版
[4]适用症．医学教育网
[5]王继韶，李颖．常用实验设计与优化方法及其在发酵实验中的应
用[J】．实验室科学，2007，10
（1）：
60·62．
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