BÁO cáo THỰC HÀNH bài TỔNG hợp ACID ACETYLSALICYLIC (ASPIRIN)

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM ********* NHÂN TÀI CHO PHÁT TRIỂN Học phần THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ Bài thí nghiệm số 07 “TỔNG HỢP ASPIRIN” GVHD: TS.Đỗ Chiếm Tài Thực hiện: Nhóm Nguyễn Hạnh Vinh Nguyễn Hữu Hoàng Vũ Nguyễn Văn Vũ Trần Phương Ý Bà Rịa - Vũng Tàu 2014 Thao tác thực hành thí nghiệm Bước 1: - Cân 20g acid salicylic cho vào bình cầu - Đong lấy 28 ml dd anhydride acetic, cho từ từ vào bình cầu chứa acid salicylic, vừa cho vừa khuấy để hòa tan acid salicylic - Sau cho 2ml (10 giọt) acid sulfuric đậm đặc vào bình cầu - Tiến hành đun cách thủy nhiệt độ từ 50oc đến 60oc 15 phút, vừa đun vừa tiến hành khuấy thiết bị khuấy Bước 2: - Sau 15 phút để hỗn hợp bình cầu tiến hành phản ứng, tiến hành thay nước nóng nồi đun cách thủy nước nhiệt độ thường, bỏ thêm đá lạnh để đưa nhiệt độ bình cầu nhiệt độ phòng (25oc) - Cho vào bình cầu 120 ml nước cất - Tiến hành lọc áp suất thấp, đồng thời tiến hành đun nóng khoảng 100 ml ethanol nhiệt độ khoảng 50oc - Ta thu sản phẩm thô Bước 3: - Lấy sản phẩm thô hòa tan từ từ rượu nóng vừa đun, sau thêm vào 75ml nước ấm - Sau làm nguội đá lạnh, xuất tinh thể acetic acetyl salicylic, chờ đến không thấy kết tinh thêm - Tiến hành lọc áp suất thấp, thu sản phẩm tinh khiết Bước 4: - Tiến hành bỏ sản phẩm vào tủ sấy 15 phút - Sau tiến hành xác định nhiệt độ nóng chảy mẫu Trình bày báo cáo kết thí nghiệm a Cơ sở lý thuyết phản ứng Nó thường điều chế phản ứng acid salicylic với anhydride acetic theo phản ứng sau: acid Salicylic anhydride axetic Cơ chế phản ứng : acid acetyl salixylic acid acetic - Nhóm Carbonyl anhydride proton hóa, hình thành cation trung gian - Nguyên tử oxygen phân tử acid salicylic công vào cation này, kèm theo giai đoạn proton hóa tạo thành acetic acid - Cuối giai đoạn tách proton, tái sinh xúc tác, hình thành aspirin b Cơ sở quy trình thực thí nghiệm - Cho anhydride acetic acid Salicylic phản ứng với tạo aspirin, để đẩy nhanh phản ứng cho 10 giọt acid sulfuric đậm đặc để làm chất xúc tác - Sau làm nguội , ta cho vào 120 ml nước để phản ứng hết anhydride acetic dư tạo acid acetic đồng thời giúp cho aspirin kết tinh nhanh nhiệt độ phòng aspirin hòa tan 0.33% nước - Acetic acid sulfuric acid hòa tan nước nên loại bỏ cách hòa nước lọc áp suất thấp Nhưng salicylic acid hòa tan nước nhẹ nên loại bỏ hoàn toàn, ta tiến phải tiến hành kết tinh lần cách tiến hành hòa tan hòa tan sản phẩm rượu nóng thêm vào 75ml nước ẩm để tiến hành tình tái kết tinh cho tạp chất vào nước, bước giúp ta thu aspirin tinh khiết c Kết thí nghiệm xử lý - Điểm nóng chảy mẫu 132oC mẫu không tinh khiết ( aspirin tinh khiết nóng chảy 135oC) - Nguyên nhân dẫn đến sai số nguyên nhân sau:  Dụng cụ thí nghiệm chưa rửa sạch, lẫn tạp chất  Tiến hành kết tinh aspirin nhanh (hạ nhiệt độ xuống nhanh) dẫn đến tạp chất bị giữ lại bên tinh thể aspirin  Có thể cho dư acetic anhydride nhiều để đảm bảo salycylic acid hết, salycylic acid kết tinh theo aspirin Một số ứng dụng: - Làm thuốc giảm đau, hạ sốt, kháng viêm - Điều trị dự phòng số bệnh tim mạch, tai biến mang thai, ung thư  Chú ý: aspirin gây nhiều tác dụng phụ nên sử dụng cần nhận tư vấn bác sỹ Báo cáo thực hành hóa hữu Họ tên : Nguyễn Gia Minh Nhật Lớp : Hóa K35 Nhóm :1 Ngày thực : 08/10/2013 BÁO CÁO THỰC HÀNH BÀI 4: TỔNG HỢP ACID ACETYLSALICYLIC (ASPIRIN)  I Mục đích thí nghiệm  Tìm hiểu trình tổng hợp aspirin phòng thí nghiệm, xác định hiệu suất phản ứng  Phản ứng điều chế aspirin phản ứng este hóa acid salicylic anhydride acetic môi trường acid Cơ chế phản ứng este hóa anhydride acetic acid salicylic SN(CO), tóm tắt sau: trước hết nhóm carbonyl anhydride proton hóa, hình thành cation trung gian Tiếp theo giai đoạn công nguyên tử oxygen phân tử acid salicylic vào cation này, kèm theo giai đoạn proton hóa tạo thành CH3COOH Cuối giai đoạn tách proton tái sinh xúc tác, hình thành sản phẩm este Nguyễn Gia Minh Nhật – Hóa K35 Báo cáo thực hành hóa hữu II Cách tiến hành Qui trình tiến hành thí nghiệm có giai đoạn chính:  Giai đoạn 1: Điều chế aspirin - Cân 5g acid salicylic cân kỹ thuật cho vào bình nón có dung tích 250ml Thêm vào bình nón 7ml anhydride acetic 0,2ml H2SO4 đậm đặc - Dùng đũa thủy tinh khuấy cẩn thận hỗn hợp đun cách thủy 600C khoảng 30 phút - Để nguội khuấy thêm 15 phút  Giai đoạn 2: Tách tinh chế aspirin - Sau phản ứng xong, cho vào 75ml nước lạnh khuấy Lọc hỗn hợp thu phễu Buncher để thu lấy aspirin thô - Rửa kết tủa thu dung dịch acid acetic loãng (1:1) Sau cân khối lượng aspirin thô thu - Tiến hành kết tinh lại aspirin dung dịch acid acetic loãng (1:1) + Hòa tan aspirin thô dung môi CH3COOH loãng đun nóng Thêm từ từ lượng dung môi lượng aspirin tan hết + Lọc nóng dung dịch thu để loại bỏ tạp chất + Làm lạnh dung dịch nước đá, aspirin kết tinh + Lọc thu lấy kết tủa phễu Buncher Cân lượng aspirin thu tính hiệu suất Nguyễn Gia Minh Nhật – Hóa K35 Báo cáo thực hành hóa hữu Sơ đồ tóm tắt trình điều chế: III Giải thích cách tiến hành tượng quan sát - Phản ứng điều chế aspirin phản ứng este hóa acid salicylic anhydride acetic môi trường acid Phân tử acid salicylic chứa hai nhóm chức có nhóm chức phenol nhóm chức acid carbocylic Do hiệu ứng hút điện tử mạnh nhân benzen, nên phenol tham gia phản ứng este hóa với acid carboxylic mà phản dùng anhydride acid Phản ứng tiến hành cách chuyển phenol thành dạng phenolat nước Khi có mặt nhóm cacbocyl nhân benzen, phản ứng dẫn xuất phenol với anhydric acid tiến hành môi trường nuớc với có mặt acid sunfuric đậm đặc Tuy nhiên tính acid anhydride mạnh nên ta không cần sử dụng môi trường xúc tác acid sunfuric mà phản ứng xảy - Sau cho chất phản ứng vào bình nón, ta đun cách thủy hỗn hợp vòng 30 phút Ta thấy hỗn hợp bình nón có màu trắng, dạng sệt - Sau đun, ta để nguội hỗn hợp khuấy thêm 15 phút để làm già kết tủa aspirin tạo thành sau phản ứng Nguyễn Gia Minh Nhật – Hóa K35 Báo cáo thực hành hóa hữu - Aspirin tinh thể có độ tan nước 0,33% (ở 250C) nên có khả hòa tan nước CH3COOH tan vô hạn nước nên cho H2O lạnh vào hỗn hợp, sau lọc thu aspirin tinh thể kết tinh Tinh thể aspirin có màu trắng - Aspirin tan dung dịch CH3COOH loãng tan tốt dung môi CH3COOH đun nóng nên CH3COOH loãng chọn làm dung môi để kết tinh lại aspirin - Sau hòa tan aspirin dung môi CH3COOH loãng nóng phải lọc nóng phễu Buncher để loại tạp chất Nếu có tinh thể aspirin kết tinh bình lọc phải tráng lại bình hứng dung môi nóng Sau để nguội làm lạnh hỗn hợp thu aspirin kết tinh thành tinh thể hình kim - Aspirin có mùi giống giấm, aspirin tự phân tách thành acid salicylic acid acetic IV Kết thí nghiệm  Khối lượng aspirin thô thu là: 9,7g Khối lượng aspirin tinh khiết thu là: 3,91g  Tính hiệu suất phản ứng: - Số mol acid salicylic ban đầu: - Số mol anhydride acetic ban đầu: - Do nacid < nand nên tính khối lượng aspirin sinh (theo lý thuyết) theo số mol acid salicylic - Khối lượng aspirin thu theo lý thuyết là: - Hiệu suất trình tổng hợp là:  Nhận xét: Nguyễn Gia Minh Nhật – Hóa K35 Báo cáo thực hành hóa hữu Hiệu suất phản ứng tổng hợp aspirin thấp so với lý thuyết, đạt 66,53% Nguyên nhân: - Phản ứng este hoá phản ứng thuận nghịch Ban đầu, tốc độ tạo thành este nước lớn, tốc độ phản ứng nghịch nhỏ Khi lượng este nước tăng lên, tốc độ phản ứng nghịch tăng thiết lập cân động học Ở đơn vị thời gian, lượng este nước tạo thành lượng anhydride axit tạo thành thủy phân este Do đó, có khoảng 2/3 lượng axit anhydride phản ứng tạo thành este nước Nghĩa là, đạt tới trạng thái cân bằng, hiệu suất este không vượt 66,7% Tuy nhiên chuyển dịch cân theo chiều thuận cách: + Dùng dư chất tham gia phản ứng (trong dùng dư anhydric acetic) + Giảm nồng độ chất tạo thành phản ứng + Dùng xúc tác để thúc đẩy phản ứng (trong dùng acid sunfuric đậm đặc) - Sai số làm tròn tính toán - Quá trình kết tinh lại chưa hoàn toàn, lượng aspirin bị hòa tan vào acid acetic V Trả lời câu hỏi Câu 1: Các bước tiến hành thí nghiệm (đã nêu trên) Khi tiến hành thí nghiệm, acid salicylic phải khan có mặt H2O, anhydride acetic dễ bị thủy phân tạo thành acid acetic (CH3CO)2O + H2O → 2CH3COOH Acid salicylic thể tham gia phản ứng este hóa với acid acetic hiệu ứng hút điện tử mạnh nhân benzen, phenol chuyển thành dạng phenolat nước nên phenol tham gia phản ứng este hóa với acid carboxylic mà phản dùng anhydride acid Câu 2:  Phản ứng tổng hợp acid acetylsalicylic: Nguyễn Gia Minh Nhật – Hóa K35 Báo cáo thực hành hóa hữu  Cách tinh chế aspirin: trình bày cách tiến hành  Ứng dụng aspirin: Aspirin thuộc nhóm thuốc chống viêm, không steroid Aspirin định: - Điều trị đau vừa nhẹ, đồng thời có tác dụng hạ sốt - Viêm cấp mạn viêm khớp dạng thấp, viêm cột sống dính khớp, thoái hóa khớp - Điều trị dự phòng tái phát nhồi máu tim nhồi máu não Ở bệnh nhân có lần nhồi máu (nhồi máu tim, nhồi máu não): Nếu uống với liều thấp kéo dài làm giảm khoảng 25% nguy nhồi máu tái phát, chống định dùng thuốc Những bệnh nhân chưa bị nhồi máu có yếu tố nguy bệnh lý tim mạch (rung nhĩ; đau thắt ngực; tăng huyết áp; đái tháo đường, rối loạn mỡ máu), aspirin làm giảm khoảng 28% nguy nhồi máu tim giảm khoảng 15% tỷ lệ tử vong liên quan đến tai biến Những người yếu tố nguy bệnh tim mạch, aspirin tác dụng dự phòng mà có nguy gây chảy máu dày - Aspirin có vai trò thời gian mang thai tác dụng lên thành mạch máu Aspirin làm giảm nguy biến chứng phụ nữ mang thai có tăng huyết áp (tăng huyết áp xuất thời gian có thai) Uống aspirin làm giảm tần số sản giật, làm giảm máu tụ sau rau thai nguy chết thai Ngoài ra, aspirin có tác dụng dự phòng sảy thai muộn phụ nữ có tiền sử sảy thai nhiều lần - Aspirin tạo thuận lợi cho việc cấy thai vào buồng tử cung làm giảm nguy sảy thai sớm - Ngoài ra, aspirin có vai trò điều trị dự phòng bệnh sa sút trí tuệ nguyên nhân mạch máu, làm giảm phát triển khối ung thư giảm nguy gây ung thư đại tràng Tuy nhiên, sử dụng aspirin cần lưu ý tác dụng phụ mà aspirin mang lại: aspirin ức chế co bóp tử cung gây trì hoãn chuyển dạ, ức chế cycloxygenase Nguyễn Gia Minh Nhật – Hóa K35 Báo cáo thực hành hóa hữu sản sinh prostaglandin dẫn đến đóng sớm ống động mạch thai nhi, có nguy gây tăng huyết áp động mạch phổi suy hô hấp sơ sinh, nguy chảy máu tăng mẹ thai nhi không định trường hợp mang thai tháng cuối; aspirin có tác dụng chống ngưng tập tiểu cầu nên gây chảy máu não, chảy máu tiêu hóa dùng với liều thấp; aspirin gây co thắt phế quản (hen), độc hại với gan, suy giảm chức thận Nguyễn Gia Minh Nhật – Hóa K35 [...].. .Báo cáo thực hành hóa hữu cơ và sự sản sinh prostaglandin có thể dẫn đến đóng sớm ống động mạch của thai nhi, có nguy cơ gây tăng huyết áp động mạch phổi và suy hô hấp sơ sinh, nguy cơ chảy máu tăng ở cả mẹ và thai nhi do đó không được chỉ định trong trường hợp mang thai 3 tháng cuối; aspirin có tác dụng chống ngưng tập tiểu cầu