氨基磺酸催化合成乙酰水杨酸

氨基磺酸催化合成乙酰水杨酸

酰胺钠，也被称为阿司匹林。这是一种常见的解热、镇痛和抗风湿药物。近年来，它也可以治疗和预防心脑血管疾病。目前主要用水杨酸和乙酸酐或乙酰氯在硫酸催化下经酰化反应制备乙酰水杨酸。硫酸催化法虽是经典方法,工艺成熟,但产品收率不高,一般在65%～67%,副反应多,产品质量差,设备腐蚀严重,同时产生大量废液污染环境,因而寻找新的催化剂已成为研究的新课题。用固体酸作催化剂,采用微波幅射法合成乙酰水杨酸的研究已有报道。氨基磺酸是固体有机酸,经济、易得,保管、运输、使用方便和安全。本文采用氨基磺酸作催化剂,对乙酰水杨酸的合成进行研究。1实验部分1.1仪器、检测方法HJ-5型多功能搅拌器,常州国华电器有限公司;WRS-1B数字熔点仪,上海精密仪器有限公司;高效液相色谱仪,美国WATERS公司;PE-1710型红外光谱仪,Perkin-Elmer公司。水杨酸,化学纯;乙酸酐,分析纯;氨基磺酸,化学纯。1.2乙酰水杨酸g的合成在100mL干燥的锥形瓶中依次加入6.9g(0.05mol)水杨酸、7.65g(0.075mol)乙酸酐和0.6g(0.0061mol)氨基磺酸,充分摇动。水浴加热,待水杨酸溶解后,保持瓶内温度在(81～85)℃,磁力搅拌,反应25min。反应结束,稍微冷却后,加入100mL蒸馏水,充分搅拌,并用冰水冷却15min,直至白色结晶完全析出,抽滤,蒸馏水洗涤,干燥,得乙酰水杨酸粗品。粗产品用乙醇-水混合溶剂重结晶,干燥,得白色晶体,计算产率,测定产品熔点及红外光谱等。2结果与讨论2.1乙酸酐用量对反应的影响取水杨酸6.9g(0.05mol)和0.4g氨基磺酸,控制反应温度在75℃左右,搅拌反应20min。改变乙酸酐的用量进行酰化反应,结果见表1。由表1可以看出,随着乙酸酐用量的加大,酰化反应收率明显提高,当n(酸)∶n(乙酸酐)=1∶1.5时,酰化收率达到最大值。继续增加乙酸酐的量,则酰化反应收率呈下降趋势。故n(酸)∶n(乙酸酐)=1∶1.5为宜。2.2控制反应温度称取水杨酸6.9g(0.05mol)和乙酸酐7.65g(0.075mol),改变催化剂氨基磺酸用量,控制反应温度在75℃左右,搅拌下反应20min,结果见表2。表2中数据表明,随着催化剂用量的增大,酰化反应收率也随之增加,当催化剂用量为0.6g时,收率最高,继续增加催化剂用量,酰化反应收率逐渐下降。因为催化剂用量少,催化不完全;催化剂用量过多时,副反应相应增多,故催化剂的最佳用量为0.6g。2.3反应温度对磺酸磺酸收率的影响称取水杨酸6.9g(0.05mol)和乙酸酐7.65g(0.075mol),催化剂氨基磺酸用量0.6g(0.0061mol),加热,搅拌下反应20min,不同反应温度下酰化反应的收率如表3所示。从表3可见,随着反应温度的升高,酰化反应收率提高。当反应达到一定温度时,继续升高反应温度,酰化收率开始下降。因此,合成乙酰水杨酸的反应温度应控制在(81～85)℃较为合适。2.4反应时间对反应收率的影响维持水杨酸、乙酸酐和氨基磺酸用量不变,反应温度控制在(81～85)℃,搅拌下反应,考察不同反应时间的酰化反应收率,结果见表4。由表4可见,随着反应时间的增加,酰化反应收率提高。当反应达到一定时间时,再延长反应时间,酰化收率开始下降。因此,合成乙酰水杨酸反应时间以25min较为合适。2.5新用于酰化反应的次数在最佳反应条件下,将回收的催化剂重新用于酰化反应中,其重复次数与酰化反应收率见表5。由表5可知,催化剂重复使用5次,反应仍保持较高的收率。2.6重结晶产品的性质因反应物水杨酸可与三氯化铁溶液发生反应生成蓝紫色配合物,用质量分数0.1%三氯化铁溶液检验重结晶产品,无蓝紫色出现,说明产物中无水杨酸,纯度较高,用高效液相色谱法测得纯度≥99%。产品为白色结晶,测得其熔点与文献值一致。IR:3058cm-1处为芳烃C—H伸缩振动峰,1708cm-1处为—COOH伸缩振动峰,1769cm-1处为酯基中的振动吸收峰。3合成工艺参数的确定(1)以水杨酸和乙酸酐为原料,用氨基磺酸催化合成乙酰水杨酸的最佳反应条件为:n(水杨酸)∶n(乙酸酐)∶n(氨基磺酸)=1∶1.5∶0.0061,控制反应温度在(81～85)℃,加热,搅拌反应25min,收率可达93.34%。(2)氨基磺酸是固体酸,保管、运输、