NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH TỔNG HỢP CHẾ PHẨM ASPIRIN DẠNG VIÊN NÉN

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SAO ĐỎ ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH TỔNG HỢP CHẾ PHẨM ASPIRIN DẠNG VIÊN NÉN.” Sinh viên thực : Huỳnh Đức Kiên Lớp : CNKTHH-DK03 Giảng viên hướng dẫn : Lê Ba Khoán HảiDương, tháng năm 2016 MỞ ĐẦU Lý lựa chọn đề tài Từ vài trăm năm trước công nguyên, người Hy Lạp sử dụng nước sắc từ liễu trắng để hạ sốt giảm đau Khoảng 100 năm nay, vào năm 1899, aspirin viện nghiên cứu Bayer tung thị trường từ aspirin sử dụng rộng rãi toàn giới Là thành phần nhiều loại thuốc giảm đau, thuốc chống viêm không steroid, thuốc điều trị gút bệnh xương khớp, ngồi aspirin có nhiều tác dụng trường hợp định khác nên việc nghiên cứu cách sản xuất cách sử dụng aspirin cho hợp lý cần thiết Đối với sinh viên ngành cơng nghệ kỹ thuật hóa học, việc sản xuất tổng hợp chế phẩm aspirin đề tài nghiên cứu vơ khả thi có tính ứng dụng rộng dãi nhiều lĩnh vực Với lý trên, Tôi lựa chọn đề tài “NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP ASPIRIN ỨNG DỤNG LÀM DƯỢC LIỆU.” làm đề tài nghiên cứu Mục đích nghiên cứu o Tìm hiểu q trình tổng hợp aspirin phòng thí nghiệm, xác định hiệu suất phản ứng o Xác định số tính chất aspirin nghiên cứu o Tìm hiểu ứng dụng ngành dược aspirin o Đưa cách sử dụng aspirin hợp lý Phạm vi nghiên cứu - Thời gian nghiên cứu: Từ tháng năm 2016 đến tháng năm 2016 - Địa điểm nghiên cứu: Phòng thí nghiệm khoa Thực phẩm hóa học thuộc trường Đại học Sao Đỏ - Sao Đỏ - Chí Linh – Hải Dương Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Nguyên vật liệu sản xuất 1.1.1 Acid salisilic ( C7H6O3 )  Tên thông thường : acid salicylic  Công thức phân tử C7H6O3  Công thức cấu tạo – Cấu trúc không gian : Acid Salicylic monohydroxybenzoic, loại axit phenolic beta hydroxy acid Nó có cơng thức C7H6O3 chất hữu kết tinh không màu sử dụng rộng rãi tổng hợp hữu có chức hormone thực vật Nó có nguồn gốc từ trao đổi chất salicin Ngoài thành phần quan trọng việc điều chế thuốc aspirin (acetylsalicylic acid), hoạt động tiền chất acid salicylic, có lẽ chất tốt sử dụng làm thành phần quan trọng sản phẩm chống mụn Các muối este axit salicylic biết đến salicylat Acid salicylic có tác dụng làm tróc mạnh lớp sừng da sát khuẩn nhẹ bôi lên da Ở nồng độ thấp, thuốc có tác dụng tạo hình lớp sừng (điều chỉnh bất thường trình sừng hóa ) Ở nồng độ cao (>1% ) thuốc có tác dụng làm tróc lớp sừng Thuộc tính acid salicylic Cơng thức hóa học C7H6O3 Phân tử gram 138.12 g·mol−1 Trạng thái Không màu tới tinh thể trắng Mùi Không mùi Tỷ trọng 1.443 g/cm3 (20°C) Nhiệt độ nóng chảy 158.6°C (317.5°F; 431.8 K) Nhiệt độ sơi 200°C (392 °F; 473 K) Phân hủy 211°C (412 °F;484 K) 20 mmHg Thăng hoa Thăng hoa 76°C 1.1.2 Anhyric acetic ( C4H6O3 ) Anhydride acetic, anhydride ethanoic, hợp chất hóa học với cơng thức sử dụng rộng rãi thuốc thử tổng hợp hữu Thuộc tính anhyric acetic Trạng thái Chất lỏng khôngmàu Tỷ trọng pha 1.082 g.cm-3, lỏng Điểm nóng chảy −731°C, -458o K, -1.284°F Điểm sơi 1.398°C, 1.671 K, 2.548°F Độ hòa tan nước 2.6 g/100 mL Áp suất mmHg (20°C) Chiết suất (nD) 1.3901 Nó chất lỏng khơng màu, có mùi mạnh mẽ acid acetic, hình thành nhờ phản ứng với nước khơng khí Anhydride acetic, giống hầu hết anhydrit axit, phân tử linh hoạt với cấu trúc nonplanar Các liên kết hệ thống π qua oxy trung tâm cung cấp ổn định cộng hưởng yếu so với lưỡng cực đẩy hai cacbonyl oxy Các rào cản lượng chuyển động quay trái phiếu conformations aplanar tối ưu thấp Giống hầu hết anhydrit axit, carbon carbonyl anhydride acetic có tính electrophin, nhóm carboxylate Sự bất đối xứng bên đóng góp vào electrophilicity mạnh acetic anhydride hình học đối xứng làm cho mặt carbon carbonyl nhiều phản ứng người khác, làm có xu hướng củng cố electropositivity carbon carbonyl sang bên 1.1.3 Acid sunfuric Axit sulfuric hay axit sulphuric có cơng thức hóa học H2SO4, chất lỏng sánh dầu, không màu, không mùi, không bay hơi, nặng gần gấp lần nước (H2SO4 98% có D = 1,84 g/cm3) Nó axít vơ mạnh Thuộc tính acid sunfuric Tỷ trọng pha 1,84 g/cm3, lỏng Độ hòa tan nước Tan vơ hạn nước Điểm nóng chảy 10°C, 283 K Điểm sơi 338°C (dung dịch axit 98%) pKa -3,0 pKb 2,0 Độ nhớt 26,7 cP 20 °C Nó hòa tan nước theo tỷ lệ Tên gọi cổ dầu sulfat, đặt tên nhà giả kim kỉ thứ 8, Jabir ibn Hayyan sau ông phát chất Axit sulfuric tinh khiết hồn tồn khơng tìm thấy Trái Đất, lực lớn axít sulfuric nước Ngồi ra, axít sulfuric thành phần mưa axít, tạo thành từ điơxít lưu huỳnh nước bị ơxi hố, axít sulfuric bị ơxi hố Điơxít lưu huỳnh sản xuất nhiên liệu chứa lưu huỳnh (than đá dầu) bị đốt cháy Axít sulfuric tạo thành tự nhiên trình ơxi hố quặng pyrit, ví dụ quặng pirit sắt Phân tử ơxy ơxi hố quặng pirit sắt (FeS2) thành ion sắt (II) hay Fe2+: 2FeS2 + 7O2 + 2H2O → 2Fe2+ + 4SO42- + 4H+ Fe2+ bị ơxi hố lên Fe3+: 4Fe2+ + O2 + 4H+ → Fe3++ 2H2O Fe3+ tạo kết tủa dạng hiđrơxit Phương trình tạo thành hiđrơxit Fe3+ + 3H2O → Fe(OH)3 + 3H+ Ion sắt (III) ơxi hóa pirit Khi sắt (III) xuất hiện, q trình trở nên nhanh chóng Axit sulfuric có nhiều ứng dụng sản xuất với sản lượng lớn chất hóa học nào, ngoại trừ nước Sản lượng giới năm 2001 165 triệu với giá trị xấp xỉ tỷ USD Ứng dụng chủ yếu bao gồm sản xuất phân bón, chế biến quặng, tổng hợp hóa học, xử lý nước thải tinh chế dầu mỏ Nhiều protein tạo thành từ axit amin có chứa sulfua Các axit tạo axit sulfuric (hay ion sulfat, SO42-) chúng trao đổi thể 1.1.4 Etanol Etanol biết đến rượu etylic, ancol etylic, rượu ngũ cốc hay cồn, hợp chất hữu cơ, nằm dãy đồng đẳng rượu metylic, dễ cháy, không màu, rượu thơng thường có thành phần đồ uống chứa cồn Trong cách nói dân dã, thơng thường nhắc đến cách đơn giản rượu Etanol ancol mạch thẳng, công thức hóa học C2H6O hay C2H5OH Một công thức thay khác CH3-CH2-OH thể carbon nhóm metyl (CH3–) liên kết với carbon nhóm metylen (–CH2–), nhóm lại liên kết với oxy nhóm hydroxyl (–OH) Nó đồng phân hố học đimetyl ete Etanol thường viết tắt EtOH, sử dụng cách ký hiệu hoá học thường dùng đại diện cho nhóm etyl (C2H5) Et Thuộc tính etanol 0,789 g/cm3, lỏng Tỷ trọng pha Độ hòa tan nước Tan vơ hạn nước Điểm nóng chảy 114,3°C (158,8 K) Điểm sôi 78,4°C (351,6 K) pKa 15,9 (H+ từ nhóm OH) Độ nhớt 1,200 cP 20°C Rượu etylic chất lỏng, không màu, suốt, mùi thơm dễ chịu đặc trưng, vị cay, nhẹ nước (khối lượng riêng 0,7936 g/ml 15 độ C), dễ bay (sôi nhiệt độ78,39 độ C), hóa rắn -114,15 độ C, tan nước vơ hạn, tan ete clorofom, hút ẩm, dễ cháy, cháy khơng có khói lửa có màu xanh da trời Sở dĩ rượu etylic tan vô hạn nước có nhiệt độ sơi cao nhiều so với este hay aldehyde có khối lượng phân tử xấp xỉ tạo thành liên kết hydro phân tử rượu với với nước Etanol có tính khúc xạ cao so với nước, với hệ số khúc xạ 1,36242 (ở λ=589,3 nm 18,35 °C) Điểm ba trạng thái etanol 150 K áp suất 4,3 × 10−4 Pa Etanol dung mơi linh hoạt, pha trộn với nước với dung môi hữu khác axit axetic, axêton, benzen, cacbon tetrachlorua, cloroform, dietyl ete, etylen glycol, glycerol, nitrometan, pyridin, toluen Nó trộn với hydrocacbon béo nhẹ pentan hexan, với clorua béo trichloroetan tetrachloroetylen Aspirin tinh thể có độ tan nước 0,33% (ở 25 0C) nên có khả hòa tan nước C2H5OH tan vơ hạn nước nên cho H 2O lạnh vào hỗn hợp, sau lọc thu aspirin tinh thể kết tinh Tinh thể aspirin có màu trắng Aspirin tan dung dịch C2H5OH tan tốt dung mơi C2H5OH đun nóng nên C2H5OH chọn làm dung môi để kết tinh lại aspirin 1.1.5 Acid chlohydrid Axit clohydric (hay axít clohiđric, axít muriatic) axít vơ mạnh, hòa tan khí hiđrơ clorua (HCl) nước Axit clohydric đậm đặc có nồng độ tối đa 40% Ở dạng đậm đặc axit tạo thành sương mù axit, chúng có khả ăn mòn mơ người, gây tổn thương quan hô hấp, mắt, da ruột Ở dạng loãng, HCl sử dụng làm chất vệ sinh, lau chùi nhà cửa, sản xuất gelatin phụ gia thực phẩm, tẩy gỉ, xử lý da Axit clohydric dạng hỗn hợp đẳng phí (gần 20,2%) dùng tiêu chuẩn phân tích định lượng Axít clohiđric axít đơn, tức phân ly cho ion H + ion clo, Cl− Khi hòa tan nước, H+ liên kết với phân tử nước tạo thành ion hydronium, H3O+ HCl + H2O → H3O+ + Cl− Do phân ly hoàn toàn nước nên axít clohiđric xếp vào nhóm axít mạnh Ở điều kiện thông thường (nhiệt độ áp suất tiêu chuẩn, chiếu sáng), dung dịch Axit clohydric thường quan sát thấy chất lỏng không màu, suốt vàng nhạt (do lẫn hợp chất), bốc khói, nhớt, nặng nước, khúc xạ ánh sáng nhiều nước chút đỉnh: Mật Nồng độ pH độ mol Nồng độ kg HCl/kg kg HCl/ Baumé m3 kg/l mol/dm3 Độ nhớt Nhiệt dung riêng mPa• kJ/(kg•K) s Áp suất Điểm Điể nóng m sơi chảy Pa °C °C 10% 104,80 6,6 1,048 2,87 −0,5 1,16 3,47 0,527 103 −18 20% 219,60 13 1,098 6,02 −0,8 1,37 2,99 27,3 108 −59 30% 344,70 19 1,149 9,45 −1,0 1,70 2,60 1.410 90 −52 32% 370,88 20 1,159 10,17 −1,0 1,80 2,55 3.130 84 −43 34% 397,46 21 1,169 10,90 −1,0 1,90 2,50 6.733 71 −36 36% 424,44 22 1,179 11,64 −1,1 1,99 2,46 14.100 61 −30 38% 451,82 23 1,189 12,39 −1,1 2,10 2,43 28.000 48 −26 Bảng sử dụng nhiệt độ 20 °C áp suất atm (101,325 kPa) 10 Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nội dung nghiên cứu 2.1.1 Nghiên cứu tổng hợp aspirin quy mơ phòng thí nghiệm a Thí nghiệm xác định tỷ lệ acid salicylic so với anhyric acetic Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ acid salicylic so với anhyric acetic Anhyric acetic, acid salicylic, acid sunfuric (1ml) Phối trộn Tỉ lệ acid salicylic/anhyric acetic Đun nóng 18 Làm nguội Lựa chọn tỷ lệ tối ưu b Thí nghiệm xác định tỷ lệ acid sunfuric Anhyric acetic, acid salicylic, acid sunfuric (1ml) Phối trộn Tỉ lệ acid sunfuric Đun nóng Làm nguội 19 Lựa chọn tỷ lệ tối ưu c Thí nghiệm xác định tỷ lệ etanol so với aspirin thô Aspirin thô, etanol, nước Phối trộn Tỉ lệ etanol Bổ sung nước Làm nguội 20 Lọc thu sản phẩm Xác định tỷ lệ tối ưu d Thí nghiệm điều chế aspirin phòng thí nghiệm Acid salicylic Anhyric acetic Acid sunfuric Đun nóng Làm nguội Bổ sung nước Lọc thơ Rượu nóng Bổ sung nước Hòa tan Làm nguội Lọc thu sản phẩm 21 e Thí nghiệm xác định độ pH sản phẩm Sử dụng quỳ tím để xác định độ pH sản phẩm f Thí nghiệm xác định hàm lượng acid acetyl salisilic sản phẩm (xác định độ tinh khiết aspirin) Aspirin mẫu H2O NaOH Đung nóng Khơng chuyển hồng Bổ sung NaOH Làm lạnh Chuyển hồng Chuẩn độ Mất màu chuyển đục 22 Phenol 2.1.2 Xác định tính chất aspirin a Thí nghiệm xác định nhiệt độ nóng chảy aspirin sản phẩm qua đánh giá khách quan độ tinh khiết sản phẩm Aspirin thô Aspirin sản phẩm Aspirin thương phẩm Nung 130oC 131oC 132oC 133oC So sánh kết Đánh giá độ tinh khiết 23 134oC 135oC 136oC b Thí nghiệm xác định tỷ trọng aspirin sản phẩm 2.1.3 Tìm hiểu dược lý, chế tác dụng ứng dụng làm chế phẩm a Tìm hiểu dược lý aspirin b Tìm hiểu ứng dụng chế phẩm aspirin 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Cơ sở lý thuyết COOH OH COOH OCOCH3 + CH3 C O O Acid salysilic C CH3 + CH3COOH O Anhydric acetic Acid acetyl salysilic cid acetic (Aspirin) 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 S N 24 2.2.2 Cơ chế phản ứng H+ CH3 C O O C CH3 CH3 C + O C O H O O CH3 - OH CH3 C +C OH H + + CH3 C O O COOH O CH3 CH3 C OH OH O COOH O- COOH + O CH3 C + OH2 O 2.3 Phương pháp thực nghiệm 2.3.1 Tổng hợp aspirin a Thao tác thực hành thí nghiệm b Trình bày báo cáo kết thí nghiệm  Cơ sở quy trình thực thí nghiệm  Kết thí nghiệm 25 O C O CH3 2.3.2 Xác định trạng thái sản phẩm - Màu sắc - Mùi - Cấu trúc 2.3.3 Xác định nhiệt độ nóng chảy sản phẩm 2.3.4 Bảo quản mẫu 2.4 Tìm hiểu dược lý, chế tác dụng ứng dụng chế phẩm aspirin 2.4.1 Ứng dụng 2.4.2 Dược lý chế tác dụng 2.5 Thiết bị phục vụ nghiên cứu - Cân phân tích - Bếp điện - Tủ sấy 2.6 Phương pháp xử lý số liệu - Sử dụng phương pháp tính hóa phân tích để xác định hiệu suất q trình 26 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Hiệu suất trình sản xuất aspirin 3.2 Hàm lượng acid acetyl salisilic có sản phẩm 3.2 Đánh giá chất lượng sản phẩm 3.4 Sơ tính giá thành sản phẩm Tên hóa chất Số lượng Acid salicylic 250 g Anhyric acetic 500 ml Acid sunfuric 500 ml Etanol 500 ml H2O 20000 ml NaOH 250 ml HCl 250 ml Phenol phtalein ml Giá thành(VND) 27 Thành tiền(VND) LỊCH THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM STT Tuần … ( từ ngày… Nội dung thựchiện đến ngày… ) Tuần (từ ngày đến Nghiên cứu, thực hành quy trình ngày ) điều chế aspirin quy mơ phòng thí nghiệm Tuần (từ ngày đến Nghiên cứu, khảo sát khác ngày ) loại aspirin Tuần (từ ngày đến Nghiên cứu, khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ khác ngày ) anhyric aceticvà acid sunfuric Tuần (từ ) đến Nghiên cứu kiểm tra tính chất aspirin thu Tuần (từ ) đến Tổng hợp kết xử lí số liệu Tuần (từ ) đến Tổng hợp lại sản phẩm theo tỷ lệ phù hợp khảo sát Tuần (từ ) đến Kiểm tra lại chất lượng sản phẩm, tổng hợp hoàn thiện đồ án Tuần (từ ) đến Viết, hoàn thiện đồ án KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 28 Ghichú PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO - PGs.Ts.Đ.X.Hiệp,Gs.Ts.T.V.Địch,Ts.T.H.Hoàng.Cẩm Nang Kỹ Thuật Đa Ngành; Nhà xuất Lao Động HàNội -2004 - Dương Văn Đảm Hố HọcDành Cho NgườiuThích Nhà xuất - Giáo Dục - Mai Hữu Khiêm Giáo Trình Hố Keo.Trường Đại Học Bách Khoa thành phố - Hồ Chí Minh Nguyễn Đức Cường , Nguyễn Văn Tình , Lê Văn Ngọc.Hoá Học Thế Kỷ XX Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật – Hà Nội -1973 - Nguyễn Ngọc Sương Cơ Sở Lý Thuyết Hóa Hữu Cơ Tập Nhà xuất Đại Học Quốc Gia thành phố Hồ Chí Minh -2000 - Các sản phẩm dầu mỏ hóa dầu – Kiều Đình Kiểm - Giáo trình –Cơ sở lý thuyết q trình hóa học-Vũ Đăng Độ - https://vi.wikipedia.org/wiki/Aspirin - http://giaoan.violet.vn/present/show/entry_id/3886056 - http://www.hoahocngaynay.com/vi/kho-tu-lieu/cat_view/73-cong-nghe-lochoa-dau.html - http://www.webmd.com/drugs/2/drug-1082-3/aspirin-oral/aspirin-oral/details - http://www.nhs.uk/conditions/anti-platelets-aspirin-low-dose-/Pages/Sideeffects.aspx Hải Dương, ngày… tháng… năm… - TRƯỞNG BỘ MÔN GVHD 29 Danh mục bảng hóa chất, dụng cụ thiết bị 30 Thí nghiệm Hóa chất Tổng hợp aspirin Acid salisilic Số lượng Anhyric acetic Acid sunfuric Etanol Đo tỷ trọng Aspirin sản phẩm aspirin Đo nhiệt độ sôi Aspirin sản phẩm aspirin Xác định tỷ lệ Acid salisilic acid salisilic với Anhyric acetic anhyric acetic Acid sunfuric Xác định tỷ lệ Acid salisilic etanol với aspirin Anhyric acetic thơ Acid sunfuric Etanol Thí nghiệm xác định Aspirin sản phẩm hàm lượng acid NaOH acetyl salisilic có mẫu HCl Thí nghiệm xác định Aspirin sản phẩm độ PH sản phẩm Thí nghiệm xác định Acid salisilic tỷ lệ acid sunfuric 31 Ghi Anhyric acetic Acid sunfuric Dụng cụ Binh tam giác, đũa thủy tinh, cốc thủy tinh, pipet 25ml, phễu lọc, giấy lọc, bóp, buret, bếp đun, nồi đun, ống nghiệm, giá đỡ, bình định mức, nhiệt kế ,cân phân tích 32