针对水杨酸与乙酸酐反应生成乙酰水杨酸的反应物、反应原理及杂质的特征,我们设计以问题讨论引导预习、以不同实验条件分组实验、共享实验数据进行实验总结的教学方法,能够在相对少的教学时间内进行综合性实验教学,提高学生主动学习、团队合作、合理设计、分析问题和解决问题的能力。1 实验目的
(1) 了解阿司匹林的相关知识;
(2) 了解酚羟基酰化成酯的原理及影响因素;
(3) 掌握水杨酸的检测原理和方法;
(4) 掌握干燥回流、抽滤、薄层层析、柱层析等实验操作;
(5) 掌握熔点测定、红外光谱图、核磁共振氢谱图的分析及正确记录;
(6) 学习查阅文献、合理选择实验方法、正确记录及分析实验数据。
2 实验原理
乙酰水杨酸一般由水杨酸乙酰化得到。其主要反应式为:
在比较高的温度下有可能发生以下副反应:
反应后粗产物中主要包括的物质有:乙酰水杨酸、水杨酸、乙酸、水杨酰水杨酸酯以及乙酰水杨酰水杨酸酯。可通过薄层层析了解产物中含杂质情况及混合物分离条件,通过柱层析分离提纯产物。
3 实验部分
3.1 试剂
水杨酸(AR),乙酸酐(AR),浓硫酸(AR),石油醚(60-90℃,CP),乙酸乙酯(CP),硅胶(100-200目),三氯化铁溶液(1%),乙醇(CP),盐酸水溶液(20%)。
3.2 仪器
圆底烧瓶,球形冷凝管,干燥管,水浴锅,布氏漏斗,抽滤瓶,展开缸,层析柱(2.5 cm × 30 cm),硅胶板GF254,锥形瓶,玻璃棒,滴管,恒温加热磁力搅拌器,循环水泵,干燥箱,旋转蒸发仪,紫外灯,电子天平,熔点测定仪(SGWX-4A),核磁共振仪(Varian Mercury UX400),红外光谱仪(Nicolet Nexus)。
3.3 实验步骤
3.3.1 乙酰水杨酸的制备
在25 mL圆底烧瓶中依次加入水杨酸(1.38 g,10 mmol),乙酸酐(2.5 mL,30 mmol)和浓硫酸(2滴)。摇匀,使水杨酸溶解。将圆底烧瓶置于75-80℃ (或80-85℃、85-90℃,选择其中一个温度范围进行实验)的热水浴中,磁力搅拌下加热约10 min。停止加热,待反应混合物冷却至室温后,将圆底烧瓶放在冷水浴中,搅拌下缓缓加入15 mL水(注意,反应放热,操作应小心)。静置,使晶体完