bài 2 tổng hợp aspirin thực hành bào chế

Tinh chế sản phẩm thu được bằng phương pháp kết tinh lại trong dung môi ethanol.. Phương pháp tổng hợp Aspirin Trong thực nghiệm này sử dụng phương pháp: Tổng hợp aspirin từ acid salicyl

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRNG ĐẠI H C Y D Ọ C

Bộ môn: Hóa dược và Kiểm nghiệm thuốc

BO C O TH  C HÀNH HÓA DC

B i 2: T NG Hà  P ASPIRIN

Buổi 2: 14/03/2023 Thành viên: Tiểu nhóm 4 - Nhóm TH5

Lớp: QH.2020.Y Dược học Dược B –

STT Tên thành viên Mã sinh viên

1 Nguyễn Vân Anh 20100127

2 Phạm Thị Hương 20100163

3 Nguyễn Cẩm Vy 20100219

4 Nguyễn Thị Duyên 20100136

H N i, 03/2023 à 

1 Mục đích thực nghiệm

Tổng hợp aspirin bằng phản ứng ester hóa acid salicylic

Tinh chế sản phẩm thu được bằng phương pháp kết tinh lại trong dung môi ethanol

Nắm vững các kỹ thuật, các thao tác, các dụng cụ và thiết bị thí nghiệm và quy trình thực hiện

2 Lý thuyết của quá trình thực nghiệm

2.1 Tính chất lý hóa của aspirin

Aspirin hay acid acetylsalicylic là chất rắn kết tinh màu trắng, nóng chảy ở 136-140 C o Đ tan trong nước ở 20oC là 3,3g/L, trong cồn là 200g/L, trong ether là 80g/L, trong chloroform là 59g/L, bị phân hủy trong nước sôi, kiềm

Aspirin là tiền thuốc của acid salicylic, do acid salicylic tác dụng kích ứng rất mạnh trên niêm mạc tiêu hóa và các mô khác nên chỉ dùng ngoài da, còn aspirin có thể dùng đường uống

2.2 Phương pháp tổng hợp Aspirin

Trong thực nghiệm này sử dụng phương pháp: Tổng hợp aspirin từ acid salicylic, acetic anhydride và acid acetic băng

Phương trình phản ứng xảy ra như sau:

Acid salicylic Acetic anhydride Aspirin Acid acetic Trong đó:

Acid salicylic: Có thể gây tổn thương nghiêm trọng cho mắt

Acetic anhydride: Có thể ăn mòn, gây bỏng, dễ cháy, hơi gây kích ứng cho mắt và hệ hô hấp Sôi ở 140 đ

Acid acetic băng tức là acid acetic không chứa nước, nhiệt đ sôi là 118 đ Yêu cầu: Cần thao tác dưới tủ hotte, tránh tiếp xúc với da, mắt và quần áo Acetic anhydride phản ứng rất mạnh với nước:

(CH3CO) O + H2 2O  2CH3COOH Khi phản ứng có nước phải thêm vào từ từ

3 Quy trinh thực nghiệm

3.1 Chuẩn bị

Nguyên liệu ban đầu:

Acid salicylic

Acetic anhydride

Acid acetic băng

Nước tinh khiết Ethanol

Dụng cụ, thiết bị:

Dụng cụ:

Bình nón cổ nhám 100ml

Cốc có mỏ 100m, 250ml

Cá khuấy từ và đũa lấy

Quả bóp

2 pipet nhựa

Giá đỡ và kẹp, kẹp gắp

Ống sinh hàn

Khay đựng nước lạnh Cân kỹ thuật Giấy lọc, giấy cân, thìa cân Bình lọc hút chân không Phễu lọc thủy tinh xốp Bình thủy tinh nhỏ Bình hút ẩm

Thiết bị:

Bơm hút chân không

Tủ hotte

Máy khuấy từ gia nhiệt

3.2 Tiến hành thực nghiệm

Tiến hành phản ứng:

Đặt giấy cân lên cân kỹ thuật, thực hiện cân 6g acid salicylic

Cho từ từ 6g acid salicylic vừa cân vào bình nón cổ nhám 100ml, thả cá khuấy

từ vào chính giữa bình

6g Acid Salicylic

10ml acetic anhydride

10ml acid acetic băng

Đun hồi lưu – cách thủy Đun nóng 45 phút ở nhiệt đ 150°C

Tiến hành k t tinh ế Đổ nhanh vào 100ml nước cất lạnh

K t tinh ế Kết tinh trong nước đá khoảng 5-10 phút

L c chân không ọ

S n ph m thô ả ẩ Giữ lại 15mg

+

Đặt máy khuấy từ gia nhiệt trên giá đỡ để trong tủ hotte, lắp ống sinh hàn cố định thẳng bằng kẹp trên giá đỡ, trước tiên lắp cao 1 chút để khoảng bên dưới lắp bình nón cổ nhám cũng cố định bằng kẹp

Bật máy khuấy từ để chỉnh con cá quay đúng vị trí chính giữa bình, bật thử xem đã quay đúng ở giữa bình chưa

Cũng thực hiện trong tủ hotte, lấy chính xác 10ml acetic anhydride và 10ml acid acetic băng bằng 2 pipet thủy tinh 10ml khác nhau, sau đó cho vào cùng 1 cốc

có mỏ 100ml

Khuấy và cho từ từ hỗn hợp 2 acid trên vào bình nón ở trên bằng cách cho đũa thủy tinh vào trước rồi đổ từ từ cho chảy từ đũa xuống

Lắp ống sinh hàn vào cổ bình nón, điều chỉnh sao cho vừa đúng vị trí, tránh

bị nghiêng lệch, bật gia nhiệt ở 150°C, chỉnh khuấy từ ở mức 2 và đun hồi lưu nhẹ (hơi chỉ bay lên rồi ngưng tụ lại và rơi xuống, dung dịch không sôi hoàn toàn) trong vòng 45 phút

Trong lúc đợi, chuẩn bị khay nước cho đá lạnh vào, lấy 100ml nước tinh khiết đựng trong cốc có mỏ 250ml ngâm vào trong khay Lưu ý mực nước không quá cao Cắt 2 giấy lọc hình tròn vừa vặn với phễu lọc thủy tinh xốp

Chuẩn bị khoảng 20ml ethanol và khoảng 20ml nước tinh khiết cho vào 2 cốc

có mỏ nhỏ

Sau 45 phút, tắt khuấy từ và nhiệt, tháo ống sinh hàn xoay sang bên cạnh tầm

90 đ rồi tháo bình nón, lấy cá khuấy từ ra rồi đổ nhanh hỗn hợp vừa phản ứng đang nóng vào 100ml nước tinh khiết lạnh đã chuẩn bị trước đó Dùng đũa thủy tinh sạch khuấy thật mạnh đến khi các tinh thể aspirin tách ra

Thu lấy sản phẩm:

Sau mt lúc, thực hiện thu tủa qua phễu lọc thủy tinh xốp lót giấy lọc Gắn phễu vào bình lọc hút chân không thông qua nút silicon hoặc cao su, kết nối vòi của

bình với bơm hút để lọc dưới áp suất giảm Dùng khoảng 5ml nước tinh khiết lạnh

để tráng và rửa tủa

Trong lúc lọc, làm nóng đồng thời 2 cốc có mỏ chứa ethanol và nước tinh khiết đã chuẩn bị trước ở khoảng 60-70°C, không đun sôi

Kết thúc lọc hút chân không, sản phẩm thu được cho vào cốc có mỏ 100ml khô sạch Cân lấy 15mg sản phẩm thô để riêng, phần còn lại thực hiện kết tinh lại

Kết tinh lại:

S n ph m thô ả ẩ

10ml ethanol nóng

20ml nước cất nóng

Hòa tan trên b pế Nóng không sôi

K t tinh l i ế ạ Kết tinh trong nước đá

kho ng 10- phút ả 15

L c chân không ọ

Aspirin (acid aceticsalicylic)

+

Đặt cốc có mỏ chứa sản phẩm vừa thu được lên máy khuấy từ gia nhiệt, bật khuấy từ ở tốc đ 1,5 – 2 và nhiệt đ 60-70°C.Đổ khoảng 10ml ethanol vừa đun nóng vào, giữ khoảng nhiệt đ phù hợp để không bị sôi lên

Khi thấy chất rắn chưa tan hết thì đổ thêm khoảng nhỏ (khoảng 6ml) ethanol tiếp vào cốc Thêm 20ml nước tinh khiết nóng

Sau khi đã tan hoàn toàn, tắt máy, đặt cốc đựng sản phẩm vừa hòa tan rã ngoài

để ngui ở nhiệt đ phòng, sau khoảng 10 phút, đặt vào khay nước đá cho kết tinh lại

Khi kết tinh đủ nhiều, tiến hành lọc tủa bằng lọc hút chân không, thao tác như trước

Cuối cùng sản phẩm thu được cho vào bình thủy tinh nhỏ, không đóng nắp

mà để vào bình hút ẩm chân không làm khô qua đêm Cân lại sản phẩm sau khi làm khô

4 Kết quả và bàn luận

4.1 Kết quả quan sát

Trong thực nghiệm phản ứng este hóa giữa Acid Salicylic và Anhydride Acetic trong môi trường CH COOH băng Quan sát thấy dung dịch Acid Salicylic, 3 Anhydride Acetic và Acid Acetic băng màu trong suốt sau 45 phút đun hồi lưu và cho ra ngâm nước đá quấy mạnh nhanh chóng kết tủa màu trắng tạo thành 1 lớp bên dưới, không phân tán đều như trước phản ứng Lọc và thu được Aspirin thô Sau khi thêm ethanol và nước tinh khiết đã chuẩn bị trước ở khoảng 60-70°C Sau đó cho vào ngâm trong nước lạnh, để càng lâu càng kết tinh nhiều (cho đến gần tối đa)

Khối lượng Acid Salicylic ban đầu là 6g

Khối lượng sản phẩm cuối cùng bao gồm cả bình là: 90,005g và không bao gồm bình là: 9,71g

4.2 Số liệu tính toán

Hiệu suất

Số mol Acid Salicylic

Số mol Aspirin

Khối lượng lý thuyết thu được Aspirin

H% = Khối lượng lý thuyếtKhối lượng thu đượcx100%

5 Báo cáo kết quả và nhận xét

Số mol Acid Salicylic

nAcid = mM = 6138 = 0,0435 (mol)

Số mol Aspirin

nAspirin = nAcid = 0,0435 (mol)

Khối lượng lý thuyết thu được Aspirin

mlý thuyết = nAspirin x M = 0,0435 x 180,16 = 7,83696 (g)

H% = 7,836969,71x100% = 80,71 %

Nhận xét:

Qua các bước thực nghiệm ta thu được 9,71g Aspirin, đây loại thuốc chống viêm, điều trị các cơn đau nhẹ và có tác dụng hạ sốt Là thành phần chủ yếu trong các loại thuốc điều trị viêm khớp, viêm ct sống, thoái hóa khớp và các bệnh liên quan đến xương – sụn, Aspirin cũng có tác dụng điều trị các bệnh về tim mạch như nhồi máu cơ tim, sốt huyết não, huyết áp tăng Do Aspirin có cơ chế hoạt đng đc lập tác dụng làm giãn thành mạch máu, giúp máu lưu thông tốt

Ta chọn acid acetic băng vì nguyên liệu dễ tìm và không nguy hiểm, nếu dùng H2SO4 đc, nguy hiểm hơn Trong quá trình đun ta phải giữ nhiệt đ (150°C) vì theo nhiệt đ sôi của chất có nhiệt đ sôi thấp nhất là acid acetic băng bằng 118°C tuy nhiên khi đun hồi lưu sẽ giữ nhiệt đ là (150°C)

Giai đoạn tinh chế Aspirin thô trong dung dịch acid acetic đun nóng là do Aspirin và tạp chất chỉ tan được trong dung dịch acid acetic nóng không tan được

trong lạnh, khi tinh chế bằng cách này ta cần lưu ý là phải đun hồi lưu để tránh thất thoát acid acetic ra ngoài làm ảnh hưởng đến quá trình tinh chế sản phẩm Qua trình kết tinh lọc sản phẩm; khi cho thêm nước vào dung dịch chứa - Aspirin, do nước không ảnh hưởng đến sản phẩm vì Aspirin có đ tan rất kém trong nước 0,33% (25°C) Acid acetic lại tan rất tốt trong nước nên ta thêm nước vào để loại bỏ

Lưu ý:

Trong quá trình tổng hợp: dụng cụ phải sạch, tráng bằng nước cất, phải khô ráo

Trong phản ứng, môi trường khan, khi phản ứng kết thúc thì phải ngâm nước lạnh vì sản phẩm dễ phân hủy trong nước nóng

Khi khuấy thật mạnh để cho tinh thể aspirin tách ra thì lưu ý không được khuấy quá lâu sẽ khiến tinh thể bị tách ra quá nhỏ không kết tinh được

Khi kết tinh lại phải cho ethanol từ từ vừa đủ tan hết thì dừng lại Khi cho lượng ethanol quá lớn sẽ làm cho đ tan aspirin càng lớn, gây ra không kết tinh được

6 Trả lời câu hỏi

Câu 1: Trình bày cơ chế phản ứng tổng hợp aspirin từ acid salicylic

Nhóm Carbonyl của anhydride được proton hóa, hình thành cation trung gian

- Nguyên tử oxygen trên phân tử acid salicylic tấn công vào cation này, kèm theo giai đoạn proton hóa và tạo thành acetic acid

Cuối cùng là giai đoạn tách proton, tái sinh xúc tác, hình thành aspirin

Câu 2: Trình bày các phương pháp có thể được sử dụng để xác định cấu trúc của mt hợp chất Giải thích nguyên tắc của từng phương pháp

1, Phương pháp phổ hồng ngoại (IR)

Dựa trên việc đo các tần số dao đng của các liên kết trong phân tử Các tần

số này là đặc trưng cho từng loại liên kết hoá học và có thể giúp xác định cấu trúc của phân tử

2, Phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại (UV)

Phương pháp này sử dụng quang phổ UV để xác định các tuyến hấp thụ của phân tử Các tuyến hấp thụ có thể cho thấy sự hiện diện của các nhóm chức nhất định và giúp xác định cấu trúc của phân tử

3, Phương pháp quang phổ cng hưởng từ (NMR)

Phương pháp này cho phép xác định cấu trúc phân tử dựa trên sự thay đổi tần

số của proton trong môi trường từ Các proton trong phân tử có thể tương tác với nhau, cho phép xác định các nhóm chức và liên kết hoá học

4, Phương pháp phân tích khối lượng phân tử (MS)

Phương pháp này sử dụng khối lượng phân tử của các ion để xác định cấu trúc phân tử Nó có thể cho thấy số lượng và cấu trúc các nhóm chức trong phân tử

5, Phương pháp tinh kết tia X (XRD)

Phương pháp này sử dụng tia X để xác định cấu trúc của các phân tử tinh thể

Nó có thể giúp xác định các liên kết hoá học và cấu trúc tinh thể của phân tử

6, Phương pháp tinh sắc ký khí (GC)

Phương pháp này sử dụng tách các hợp chất thành các thành phần riêng biệt bằng cách sử dụng tinh sắc ký khí Nó có thể cho thấy các thành phần cấu tạo của phân tử giúp xác định cấu trúc của chúng

7 Ý kiến nhận xét của giáo viên