2013-2014（2）开放实验（有机化学） 指导教师：赵超 王凤艳开放实验指导书基础化学开放实验（有机化学）阿司匹林的合成及含量测定一、实验目的1、了解羧酸酯制备的原理、方法，学会合成产品阿司匹林；2、掌握回流装置的安装和使用，巩固重结晶操作；3、掌握酸碱滴定法测定阿司匹林的含量（要求学生自己查资料，自己设计方案。）4、学会用熔点法鉴定阿司匹林；5、学会将实验过程和结果用“小论文”形式表达呈现。二、实验原理1、阿司匹林介绍1898年，德国化学家霍夫曼通过水杨酸与醋酐反应合成了乙酰水杨酸。1899年，德国拜尔仁药厂正式生产这种药品，取商品名为Aspirin（阿斯匹林），其具有如下主要功能。阿斯匹林（乙酰水杨酸）的纯品为白色结晶。熔点135138。无臭，微带酸味。微溶于水，易溶于醇、醚、氯仿等溶剂中。主要试剂及主要产物的物理常数 试剂 相对分子质量 熔点 沸点 比重 溶解度水杨酸 138.1 159 1g/460ml水乙酸酐 102.1 73 140 1.082 1g/2.7ml乙醇乙酰水杨酸 180.2 135（分解） 1g/300ml水 1g/5ml乙醇2、阿司匹林结构（乙酰水杨酸）3、阿司匹林的制备反应主反应：副反应：（1）水杨酸分子间的缩合，生成少量缩合物 阿司匹林能与NaHCO3反应生成水溶性钠盐，而其副产物聚合物不能溶于NaHCO3 水溶液。利用这种性质上的差异，可纯化阿司匹林，分离后的阿司匹林钠盐水溶液通过盐酸酸化即可得到产物。（2）当反应体系温度高时，还会生成如下副产物。原料带入副产物：有可能脱羧4、阿司匹林含量测定思路阿司匹林含量可用酸碱滴定法测定，由于其Ka较大，理论上可直接滴定，但随滴定溶液pH的增大，乙酰基会发生水解。为防止其水解，可在中性乙醇溶液中对其滴定，但考虑到乙醇价格问题，实际采用返滴定法。三、实验仪器和实验试剂仪器：圆底烧瓶、球形冷凝管、布氏漏斗、抽滤瓶、烧杯、滴定管、移液管等。试剂：水杨酸、乙酸酐、浓硫酸、乙醇、盐酸、氢氧化钠、酚酞。四、实验内容1、合成：浓硫酸催化合成阿司匹林（乙酰水杨酸） 称重，计算产率。注意：产品乙酰水杨酸易受热分解，它的分解温度为128135，产品采取自然晾干。2、阿斯匹林的鉴定外观及熔点纯乙酰水杨酸为白色针状或片状晶体，m.p135136，但由于它受热易分解，因此熔点难测准。若用熔点管法确定阿司匹林，请注意：用毛细管测熔点时宜先将溶液加热至120左右，再放入样品管测定。3、检验取少量样品溶于10滴95的乙醇中，加入1的三氯化铁溶液12滴。观察颜色变化。如果溶液呈紫红色说明样品不纯，若无颜色说明样品纯度很高。4、阿司匹林（乙酰水杨酸）含量测定自行设计测定含量方案，并按方案进行实验。（提示：酸碱滴定法）五、注意事项1、加入浓硫酸时一定要充分振摇，否则水杨酸在浓硫酸作用下会生成副产物水杨酰水杨酸酯等。2、仪器要干燥，药品也要实现经干燥处理，醋酐要使用新蒸馏的，收集139-140馏分。3、反应过程温度需控制在70-80左右（水温控制在90左右），温度过高会加快副反应的进行。六、思考题思考题1：为什么使用新蒸馏的乙酸酐？思考题2：加入浓硫酸的目的是什么？思考题3：为什么控制反应温度不超过70-80为好？思考题4：怎样洗涤产品？思考题5：乙酰水杨酸还可以使用哪些溶剂进行重结晶？重结晶时需要注意什么？答案：思考题1答：长时间放置的乙酸酐遇空气中的水，会慢慢分解成乙酸，所以在使用前必须重新蒸馏，收集139-140馏分。思考题2答：浓硫酸作为催化剂。思考题3答：反应温度不宜过高，否则将增加副产物（如水杨酰水杨酸酯、乙酰水杨酰水杨酸酯等等）的生成。思考题4答：洗涤时，应先拨开吸滤瓶上的橡皮管，加少量溶剂在滤饼上，溶剂用量以使晶体刚好湿润为宜，再接上橡皮管将溶剂抽干。思考题5答：还可以用乙酸乙酯、乙醇-水、乙酸、苯、石油醚（30-60）等溶剂进行重结晶。重结晶时，溶液不能加热过久，以免乙酰水杨酸分解。当用有机溶剂重结晶时，不能用烧杯等敞口容器进行，而应用回流装置，以免溶剂的蒸气散发或火灾事故的发生。热过滤时，应避免明火，以防着火。 小论文格式1、封面论文题目（二号字，黑体，加粗，居中）实验人员姓名/学号专业班级指导教师姓名（三号字，黑体，加粗，居中）2、目录（黑体，三号字，加粗，另起一页）摘 要 1关键词 1第一章 前言（概述） 21.1 21.221.2.12第二章 实验部分及数据处理 42.142.252.2.16第三章 结果与讨论（含结论） 84.184.294.2.110 4.310参考文献 123、正文（另起一页，按目录项目写，文字用小4号字，标题用4号字，加粗，宋体）4、参考文献（另起一页，文字用5号字，标题用4号字，加粗，宋体。注意书写格式！）实验小论文书写说明1、论文题名 题名一般不超过20个汉字，必要时可加副题名。2、摘要 摘要的内容包括研究的目的、方法、结果和结论，其中，研究的结果和作者的结论为摘要的核心部分。一般在300字左右。摘要一般不分段，不用图表、公式和非公知公用的符号。 例如：“季铵盐协助合成安息香的研究”论文的摘要如下：“摘要：以苯甲醛为原料，溴化十二烷基二甲基苄基铵为相转移催化剂，在VB1催化下， 合成了安息香。采用正交实验法，得出了最佳反应条件：以0.1mol苯甲醛、0.18gVB1为基准，在溴化十二烷基二甲基苄基铵的用量1.02g反应时间80min，反应温度70，10% NaOH用量5ml时，反应产率达到72.3%。由于加入了相转移催化剂，改善了以往方法产率低，重现性差的缺点。”3、关键词 关键词是能反映论文主题概念的词或词组，便于作文献索引和检索。每篇论文选择关键词35个，可从题名、摘要中选出，也可以把重要术语和地区、人物、文献、产品及重要数据名称作为关键词标出。例如：“季铵盐协助合成安息香的研究”论文的关键词如下：“关键词：苯甲醛 相转移催化剂 安息香缩合反应 安息香” 4、正文正文是论文的主体，系指引言之后结论之前的部分，这一部分主要是根据作者意图和文章内容而定。（1）前言（概述） 前言又称引言，应少而精，开门见山，言简意赅，应写明前人相关的研究成果、理论与与实践依据，内容可包括研究的目的、意义、主要方法、范围和背景等。也可写出产品的用途、发展前景等。 （2）实验部分及数据处理 实验部分包括以下几个方面： 实验所用设备、装置和仪器。通用设备应注明规格、型号，如果是自己特制的装置，应提供示意图。 实验方法和过程。方法包括测量仪器、测定方法、标本处理、计算方法等，过程如何进行，操作应注意事项。 数据处理：以最清楚地形式列出实验数据、图、表等。（3）结果与讨论（结论）结果部分是对上述数据、图、表等进行综合分析，把实验所得的数据和现象加以解释，阐明自己的观点、见解，得出实验结论。同时，提出尚存在的问题和今后解决问题的想法等。5、参考文献著录 凡引用前人的研究方法、论点、重要数据等，均要列出参考文献。著录格式如下： a.出版物：序号作者.题名J.刊名，出版年份，卷号(期号)：起止页码； b.论文集：序号作者.题名C.见主编.论文集名.出版地，出版年份:起止页码； c.专著：序号作者.书名M.版本.出版地，出版年份:起止页码。以a.为例书写格式：何长霖，昊耀增双丙酮醇的研制J沈阳化工，1995，2：16-206、测试题测试题1、水杨酸与醋酐的反应过程中，浓硫酸的作用是什么？写出反应机理。测试题2、若在硫酸的存在下，水杨酸与乙醇作用将得到什么产物？写出反应方程式。测试题3、通过什么样的简便方法可以鉴定出阿斯匹林是否变质？测试题4、本实验是否可以使用乙酸代替乙酸酐？ 附：评分标准一、评分项目和分值平时成绩（50%）论文成绩（50%）考勤与卫生50分操作技能和数据记录（数据记在实录单上，交给老师）50分设计方案（手写）20分小论文（电子版打印）80分二、平时成绩细则（1）按时到课。一般不允许请事假，特殊情况要有学院证明；病假须有医生开据的病假条。30分（全到），10分（1次到），0分（缺勤）（2）保持实验过程中的台面整洁，实验用品摆放有序，不乱扔纸屑等杂物。值日认真，打扫彻底，服从指导教师安排。10分 拒绝做值日记为0分（3）实验操作科学规范，能熟练掌握常用仪器的使用方法，基本无损坏仪器现象。20分（4）实验过程中综合能力强，科学品德和科学素养高，数据记录规范、全面。30分三、论文成绩细则#设计方案（1）内容设计合理可操作5分（2）实验设计流程表达清楚5分（3）数据记录设计的表格合理5分（4）其它5分# 小论文（1）格式20分目录: 4分；摘要/关键词: 6分；参考文献: 5分；其他: 5分。（2）项目齐全，有实验流程、装置图、实验数据、结果、分析、结论等 50分项目：5分；实验流程：10分；装置图：5分；实验数据：5分；结果及分析20分（产率计算5分，含量计算5分，结果及分析10分）；结论5分。（3）测试题答案10分第 2 页 共 9 页