微波辐射法合成阿司匹林的研究

微波辐射法合成阿司匹林的研究

0微波作为嘴唇、合成药物的应用阿司匹林常用于解热、镇痛、抗风湿药物。广泛应用于治疗感冒,抗风湿,促进痛风患者尿酸的排泄,抗血小板聚集和胆道蛔虫治疗等方面。阿司匹林价格低廉,疗效显著,且防治疾病范围广,因此至今仍被广泛使用。人工合成乙酰水杨酸的历史已有百年,近年来它的新用途不断被发现,作为治疗和预防心脑血管疾病的药物已被广泛应用于临床。阿司匹林通常用水杨酸和乙酸酐反应来合成,在锥形瓶中加入一定量的水杨酸、乙酸酐(新蒸)和催化剂浓硫酸或浓磷酸以加速反应的进行。在80～90℃水浴中回流.反应完毕,将反应物乘热倒入一定体积的冷水中,得白色沉淀,用冰水浴冷却,使结晶沉淀完全。该法反应速度相对较慢,产率低收率仅74～80%,有腐蚀设备、污染环境、易发生副反应等缺点。微波应用于有机合成的研究则始于1986年,Gedye和Smit等通过比较常规条件与微波辐射条件下进行酯化、水解、氧化等反应,发现在微波辐射下,反应得到了不同程度的加快。微波辐射是近来人们开发的新的有机合成方法之一,已引起化学工作者的广泛兴趣。利用微波炉加热化学物质进行反应,其速度较传统加热技术快数倍乃至数千倍。1实验部分1.1实验原理合成反应式如下:1.2红外光谱测定主要仪器有:XH-100A微波反应器;BRUKERTENSOR27红外光谱仪;x-4显微熔点测定仪和Sarforius电子天平。主要试剂有:水杨酸、乙酸酐(新蒸馏)、无水乙酸钠均为分析纯。1.3乙酰水杨酸的合成在150mL干燥的锥形瓶中加入5.0g水杨酸和一定量新蒸馏的乙酸酐,加入适量无水乙酸钠作催化剂,稍加摇动,将一放有玻璃球的小漏斗置于锥形瓶口,然后置于微波炉中,在特定的功率下反应一定时间。反应后稍加冷却,加入40mL蒸馏水搅拌,充分冷却,结晶完全。抽滤,干燥后得到乙酰水杨酸粗产品,产率可达93.5%。粗产品用乙醇-水混合溶剂重结晶,干燥后得白状晶体,产率可达90.2%。采用x-4显微熔点测定仪测得mp.为134℃～136℃,文献中测定值为135℃～136℃。本法所合成产物的红外光谱与乙酰水杨酸的标准图谱一致。2未反应水杨酸的产品品质反应物水杨酸可与三氯化铁溶液发生明显的颜色变化而生成蓝紫色配合物,利用此性质可以检验产物中是否混有未反应的水杨酸。产品用1%FeCI3检验不变色,说明水杨酸已完全转化,产物中无水杨酸,纯度较高。影响该反应的主要因素有,反应物摩尔配比量,微波功率,辐射时间,催化剂用量等。2.1水杨酸与乙酸酐摩尔比的确定在催化剂用量为2%,微波输出功率为200W,辐射时间为50s的条件下,改变水杨酸与乙酸酐摩尔比,实验结果见表1。由表1可见,增加乙酸酐用量有利于产率的提高,但摩尔比值大于1∶2.0后,再增加乙酸酐的用量,产率变化趋势不大,因此在该实验条件下,最佳摩尔比为水杨酸:乙酸酐=1∶2.0。2.2波辐射功率对产率的影响在水杨酸∶乙酸酐=1∶2.0,催化剂用量2%,辐射时间为50s的条件下,考察微波辐射功率对产率的影响,实验结果见表2。由表2看出,微波辐射功率为100W时产率较低,这主要是反应不完全,功率为300W时有少量黄色油状物出现,这可能是温度太高,发生了聚合,造成产率偏低,并给分离带来困难。因此最适宜的辐射功率为200W。2.3反应时间的影响为考察辐射时间对产率的影响,固定水杨酸∶乙酸酐=1∶2.0,催化剂用量=2%,微波辐射功率为200W,改变反应时间,结果见表3。可见辐射时间50s时为最佳反应时间。2.4化剂用量的确定在水杨酸∶乙酸酐=1∶2.0,微波输出功率为200W,辐射时间为50s的条件下,改变催化剂用量进行反应,结果见表4。由表4可见,无水乙酸钠的催化效果很好,仅添加0.05g就可使产率达到82.2%,添加至0.1g可使产率提高到93.5%,再继续增加催化剂用量,产率变化不明显,因此催化剂用量以0.1g/5g水杨酸为宜,即催化剂用量为水杨酸质量的2%。3佳合成工艺条件的确定以水杨酸和乙酸酐为原料,无水乙酸钠作催化剂,微波辐射快速合成了阿司匹林。并从实验中得出了最佳合成工艺条件:水杨酸与乙酸酐的摩尔比为1∶2.0,微波功率为200W,辐射时间为50s,催