BÁO CÁO THỰC HÀNH MÔN HÓA DƯỢC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC BÁO CÁO THỰC HÀNH MƠN HĨA DƯỢC Bài 3: Tổng hợp Aspirin Nhóm thực hành – tiểu nhóm Họ Và Tên Cao Thị Hạnh Trần Thiện Tài Vũ Thị Thu Trang Ngô Thị Xuân MSV 19100125 19100181 19100203 19100209 GV hướng dẫn: Nguyễn Thị Hải Yến Hà nội, 2022 Bài 3: Tổng hợp Aspirin Mục đích - Tổng hợp, tinh chế aspirin Kiểm tra độ tinh khiết sản phẩm cách đo nhiệt độ nóng chảy phương pháp sắc ký lớp mỏng Tính chất lý hóa aspirin - Dạng tồn tại: Aspirin hay acid acetylsalicylic chất rắn kết tinh màu trắng Nhiệt độ nóng chảy 136-140°C Độ tan nước 20°C 3,3g/L, cồn 200g/L, ether 80g/L, chloroform 59g/L, bị phân hủy nước sôi, kiềm Công thức phân tử: C9H8O4 Khối lượng mol: 180,16 g/mol Tổng hợp aspirin  Aspirin tổng hợp số phương pháp sau: Phương pháp 1: Từ acid salicylic, acetic anhydride acid acetic băng Việc sử dụng acid acetic băng nhằm tạo lượng dư ion acetate, giúp phản ứng xảy theo chiều thuận Acid acetic tạo tái sử dụng phản ứng Phương pháp 2: Từ acid salicylic, acetic anhydride vài giọt acid sulfuric đậm đặc Việc sử dụng acid sulfuric đậm đặc làm xúc tác nhằm đẩy nhanh trình tách ion acetate gắn trước với ion H nhóm OH phenol từ acetic anhydride + Phương pháp 3: Phản ứng acid salicylic acetyl chloride với diện pyridine HCl tạo thành từ phản ứng acid mạnh, nhanh chóng tạo muối pyridine hydrochloride với pyridine, bazơ yếu Trong thực tập này, sinh viên tiến hành tổng hợp aspirin theo phương pháp Quy trình thực nghiệm 4.1 Nguyên liệu ban đầu - Acid salicylic: Có thể gây tổn thương nghiêm trọng cho mắt Acetic anhydride: Ăn mòn, gây bỏng, dễ cháy, gây kích ứng cho mắt hệ hơ hấp u cầu thao tác tủ hotte, tránh tiếp xúc với da, mắt quần áo Acetic anhydride phản ứng mạnh với nước, phản ứng có nước phải thêm vào từ từ 4.2 Tiến hành tổng hợp B1: Cân 6g acid salicylic, cho vào bình cầu 100ml B2: Cho 10 ml acetic anhydride 10 ml acid acetic băng vào ly có mỏ 100ml B4: Lắp sinh hàn, đun hồi lưu nhẹ vòng 45 phút B5: Đổ nhanh hỗn hợp phản ứng cịn nóng vào 100 ml nước lạnh đựng ly có mỏ thể tích 500 ml B3: Bật máy khuấy từ, cho cẩn thận hỗn hợp vào bình cầu ban đầu B6: Dùng đũa thủy tinh khuấy thật mạnh đến tinh thể aspirin tách B7: Thu tủa cách lọc qua phễu Buchner lót giấy lọc Rửa tủa lượng tối thiểu nước tinh khiết làm lạnh trước Dùng giấy lọc để làm khô tủa 4.3 Kết tinh lại B1: Hịa tan hồn tồn sản phẩm thơ ethanol nóng khoảng 10ml B2: khuấy đến tan hồn tồn B3: Thêm 20 ml nước cất nóng             B4: Để nguội nhiệt độ phòng 15 phút sau đặt vào bể nước đá B5: Tủa thu cách lọc qua phễu Buchner  Sau làm khơ sản phẩm qua đêm bình hút ẩm chân khơng Chú ý Bước 2: Có thể thêm đến ml ethanol nóng cịn chất rắn chưa tan Kết quả: - Khối lượng sản phẩm khô sau kết tinh lại: mg - Hiệu suất tổng hợp: ………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………… 4.4 Đo nhiệt độ nóng chảy - Nhiệt độ nóng chảy sản phẩm thơ: ………… Nhiệt độ nóng chảy sản phẩm sau kết tinh lại: …………  Nhận xét: …………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 4.5 Sắc ký lớp mỏng - Pha tĩnh: Bản mỏng silicagel 10 x cm - Pha động: Ethyl acetate (100%): 20 ml - Mẫu thử: Chuẩn bị dung dịch chứa chất sau ethyl acetate: + (1) Acid salicylic thương mại: 10 mg/ml + (2) Aspirin chưa tinh chế: mg/2 ml + (3) Aspirin tinh chế: mg/2 ml - Tiến hành: + Cho pha động vào bình sắc ký, đậy kín nắp, lắc để n để bão hịa bình + Dùng ống mao quản có chia vạch chấm μl mẫu thử (1) μl mẫu lại lên mỏng, sấy khô vết chấm + Đặt mỏng vào bình sắc ký Bề mặt mỏng khơng chạm vào thành bình Đậy nhanh nắp bình Lưu ý: Mức pha động phải nằm đường chấm mẫu + Khi pha động cách bờ mỏng khoảng cm lấy mỏng ra, dùng bút chì đánh dấu mức pha động + Sấy khô mỏng tủ hotte + Đặt mỏng đèn UV 254 nm Khoanh vòng vết quan sát + So sánh độ tinh khiết mẫu thử, tính Rf Rf= d D D: Khoảng cách từ đường chấm mẫu đến bờ dung môi d: Khoảng cách từ đường chấm mẫu đến trung tâm vết khảo sát Câu hỏi Trình bày chế phản ứng tổng hợp aspirin từ acid salicylic Sự tổng hợp aspirin xếp vào dạng phản ứng ester hóa, nhóm alcohol từ sali cylic acid phản ứng với acetic anhydride để tạo nên ester Ion H+ từ nhóm OH phenol phân tử acid salicylic gắn với ion acetat acetic anhydride tạo thành acetic acid, phần lại phân tử aspirin (sau ion H+) tạo liên kết este với gốc acetyl từ phân tử acetic anhydride Acid acetic băng nhằm tạo lượng dư ion acetate, giúp phản ứng xảy theo chiều thuận Acid acetic tạo tái sử dụng phản ứng Trình bày nguyên tắc phương pháp tinh chế cách kết tinh lại - Kết tinh lại kỹ thuật kết tinh để tinh chế tinh thể thu từ phương pháp kết tinh Bằng phương pháp kết tinh lại, tạp chất loại bỏ mức độ lớn sau kết tinh - Nguyên tắc: Dựa nguyên tắc chất khác có độ hịa tan khác dung mơi Sau hịa tan chất vào dung mơi thích hợp nhiệt độ cao (thường nhiệt độ sơi dung mơi) sau để nguội (làm lạnh) dung dịch, chất cần tinh chế lắng xuống đáy bình, tạp chất lại dung dịch Như chất cần tinh chế có độ tinh khiết cao  Lưu ý nguyên tắc lựa chọn dung mơi: - Dung mơi thích hợp lựa chọn thường dung mơi độ hịa tan chất tinh chế tăng nhanh theo nhiệt độ, tan nhiệt độ thường - Dung môi không tan tạp chất Dung mơi khơng có lực tương tác mặt hóa học chất kết tinh Dung môi sau kết tinh lại phải dễ bay - Dung môi lựa chọn phải dễ kiếm rẻ tiền  Như dung môi thường dùng nước, ancol etylic, ancol metylic, aceton, acid acetic, ete, benzene, chloroform, etyl acetat,… phối hợp chúng Nêu phương pháp sử dụng để xác định cấu trúc hợp chất Trình bày nguyên tắc phương pháp - Phương pháp sử dụng để xác định cấu trúc hợp chất phương pháp phổ - Dùng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử để phân tích cấu trúc phân tử - Nguyên tắc chung: Khi bị kích thích tia phóng xạ điện từ (dao động điện từ), phân tử chất hấp thụ lượng lượng tử với bước sóng thích hợp để chuyển sang trạng thái kích thích có lượng cao Sự hấp thụ có tính chọn lọc, phụ thuộc vào đặc điểm cấu trúc phân tử loại liên kết, loại nhóm chức … vậy, phân tích ảnh quang phổ chụp cho ta thơng tin định cấu trúc phân tử, có mặt loại liên kết hay nhóm chức xác định  Phổ hồng ngoại (InfRared spectroscopy, IR) - Quang phổ hồng ngoại (gọi tắt là quang phổ IR) là quang phổ được thực hiện ở vùng hồng ngoại của phổ bức xạ điện từ, ánh sáng vùng này có bước sóng dài và tần số thấp so với vùng ánh sáng nhìn thấy Sơ đồ máy IR: - Từ sơ đồ chùm tia hồng ngoại phát từ nguồn tách hai phần, qua mẫu qua môi trường đo – tham chiếu(dung môi) tạo đơn sắc tách thành xạ có tần số khác chuyển đến detector.Detector so sánh cường độ hai chùm tia chuyển thành tín hiệu điện có cường độ tỉ lệ với phần xạ bị hấp thu mẫu Dịng điện có cường độ nhỏ nên phải nhờ khuếch đại tăng lên nhiều lần trước chuyển sang phận tự ghi vẽ lên phổ đưa vào máy tính xử lý số liệu in phổ  Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy, NMR) - Gồm phương pháp: + 1H-NMR: cho ta biết số lượng vị trí proton H cấu trúc + 13C-NMR: Cho ta biết số lượng vị trí nguyên tử C + COSY: tương tác H-H C-H + DEPT: Sự khác biệt CH, CH2, CH3 - 1H, 13C sử dụng rộng rãi phân tích cấu trúc hợp chất hữu - Phổ cộng hưởng từ proton cho ta thông tin sau đây: + Số tín hiệu cho ta biết có kiểu proton khác phân tử + Vị trí tín hiệu cho ta biết thơng tin đặc trưng proton H + Cường độ tín hiệu cho ta biết số lượng proton loại + Sự tách tín hiệu thành số píc (singlet, doublet, triplet …) cho ta thông tin proton H lân cận khác quanh proton nghiên cứu  Nguyên tắc phương pháp: - Dựa vào yếu tố: Chuyển dịch hóa học, tương tác spin-spin, trình động học - Là dạng quang phổ hấp thụ hạt nhân, phổ NMR hình thành theo nguyên lý sau: + Ổn định hạt nhân X phù hợp từ trường B, phù hợp + Dùng xung RF phù hợp, có lượng E "cộng hưởng được” với hệ thống [hạt nhân / Bo], để đưa hạt nhân lên trạng thái kích thích (q trình hấp thụ lượng) + Khi ngắt xung RF, hạt nhân vừa bị kích thích trở lại trạng thái ổn định trả lại lượng E dạng xạ có tần số v (giải phóng lượng - tần số cộng hưởng) • + Ghi nhận tần số cộng hưởng v detector phù hợp, ta có phổ cộng hưởng [hạt nhân/ từ trường] (= Phổ NMR)  Phổ khối lượng hay khối phổ (Mass Spectrometry, MS) Sơ đồ máy phổ MS - Dựa bắn phá hợp chất chùm e có lượng trung bình, chân không nghiên cứu phân tử mảnh tích điện tạo thành (chủ yếu cation) - Người ta ghi lại phổ khối lượng dạng phổ vạch hay bảng, cường độ vạch đo phần trăm so với đỉnh có cường độ cao (đỉnh sở), pic ion phân tử thường pic cao nhất, tương đương với khối lượng phân tử hợp chất khảo sát - Phổ khối lượng khơng cho phếp xác định xác khối lượng phân tử, mà vào mảnh phân tử tạo thành ta suy cấu trúc phân tử  Phổ tử ngoại-khả kiến (Ultra Violet spectroscopy-VISual, UV-VIS) - Khi chiếu chùm sáng có bước sóng phù hợp qua dung dịch chất màu, phân tử hấp thụ hấp thụ phần lượng chùm sáng, phần ánh sáng truyền qua dung dịch Xác định cường độ chùm ánh sáng truyền qua ta xác định nồng độ dung dịch - Vùng xạ sử dụng phương pháp vùng tử ngoại gần hay khả kiến ứng với bước sóng khoảng từ 200÷800nm Hiện tượng hấp thụ xạ điện từ tuân theo định luật Bouger – Lam bert – Beer: A = - lgT = lg (Io/It) = εbC với T = It/Io