ĐIỀU CHẾ ASPIRINI. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Điều chế acetyle salicylic acid (aspirin) bằng phản ứng ester hóaII. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM Phản ứng điều chế aspirin thuộc loại phản ứng ester hóa.Qui trình thí nghiệm điều chế như sauCó hai giai đoạn chính xảy ra trong quá trình tiến hành thí nghiệm:•Giai đoạn 1: điều chế aspirin•Giai đoạn 2: tinh chế aspirin Giai đoạn 1: điều chế aspirinPhương trình phản ứng Cơ chế phản ứng•C ở nhớm carbonyl của anhydric acetic bị O (C=O) và O ở trung tâm hút điện tử > C được proton hóa hình thành cation (tác nhân ái điện tử)•OH (tác nhân ái nhân) của phenol cho C+ điện tử và giải phóng CH3COOH và acetyl salicylic acid Do hiệu ứng hút điện tử mạnh của nhân benzen, nên phenol không thể tham gia phản ứng ester hóa với các acid carboxylic (tác nhân ái điện tử yếu), mà phải dùng acetyl chloride hoặc anhydride acid (tác nhân ái điện tử mạnh)Độ mạnh của tác nhân ái điện tử sắp xếp theo thứ tự tăng dầnAcetyl chloride > Anhydric acetic > Acid carboxylicCần xúc tác là H2SO4 đậm đặc để phản ứng xảy ra nhanh, nhưng không nên cho quá nhiều vì H+ sẽ cạnh tranh với tác nhân ái điện tử củ anhydric acetic.Giai đoạn 2: Tinh chế aspinrinAspinrin là tinh thể đơn tà có độ tan trong nước là 0,33% (ở 25oC) nên có khả năng hòa tan trong nước rất kém. Và CH3COOH thì tan vô hạn trong nước, nên cho hỗn hợp sản phẩm vào bercher 250ml có chứa 20ml nước lạnh > thu aspinrin tinh thể kết tinh.Aspirin tan tốt trong rượu, do đó ta cho aspinrin chưa tinh khiết vào becher 50ml chứa 10ml cồn và 10ml nước > aspinrin tan trong rượu, tạp chất đi vào trong nước. Do nhiệt độ sôi của cồn thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của aspirin nên ta dễ dàng thu được aspirin tinh khiết. (PP thay đổi DM hòa tan).III.TRẢ LỜI CÂU HỎI1. Phương trình và cơ chế của phản ứng ester hóaPhản ứng ester hóa là sự alkyl hóa nhóm hydroxyl.Tác nhân acyl hóa trong trường hợp này là anhydric acid (RCO)2O. Nhưng phản ứng giữa alcol và acid carboxylic để tạo ra ester thường phổ biến và quan trọng hơn.Phản ứng có thể xảy ra theo hai cách Phản ứng thường xảy ra theo kiểu (1) còn kiểu (2) thường xảy ra giữa alcol và acid vô cơ không chứa oxy hay giữa acid carboxylic với các alcol bậc 3 trong acid mạnh.Phản ứng ester hóa thường phải có mặt xúc tác để làm tăng tốc độ phản ứng vì phản ứng ester hóa không có mặt xúc tác diễn ra rất chậm. Khi có mặt xúc tác acid H+, nó làm tăng tính dương của C, vì vậy nó làm tăng khả năng phản ứng với tác nhân ái nhân, làm cho nhóm –OH của phân tử rượu dễ dàng tấn công vào C của nhóm carbonyl trong acid, tạo thành hợp chất trung gian kém bền, hợp chất này sẽ tự phân hủy thành ester bền.Phản ứng ester hóa là phản ứng thuận nghịch để phản ứng chuyển dịch theo chiều thuận: •Dùng dư một trong các chất tham gia phản ứng, thường dùng dư alcol.•Giảm nồng độ chất tạo thành trong phản ứng.•Dùng xúc tác để thúc đẩy phản ứng như acid sulfuric, nhựa trao đổi ion, các muối acid kim loại,… 2. Nêu vai trò của Na2CO3 trong điều chế aspirinNa2CO3 được sử dụng chủ yếu để trung hòa các acid còn dư: acid salicylic, anhydric acetic và H2SO4. Tuy nhiên, acid salicylic và anhydric acetic có khả năng hòa tan vào trong nước nên ta có thể rửa sản phẩm bằng nước cất, rồi lọc trong bình hút chân không. Nhưng đối với acid H2SO4 thì ta phải hoà tan vào trong Na2CO3. Ta sử dụng Na2CO3 mà không sử dụng NaOH là để tránh ester bị thủy phân. Sau đó ta rửa lại để loại bỏ muối. 3.Tính chất và ứng dụng của ethyl acetatea)Tính chấtThủy phân trong môi trường acid Đun nóng ester với nước, xúc tác acid vô cơ > acid acetic + rượu ethylic. Nhưng cũng trong điều kiện đó , acid acetic lại kết hợp với rượu ethylic tạo ester trở lại do đó đây là loại phản ứng thủy phân thuận nghịch.Trong môi trường baseĐun nóng ethyl acetat với dung dịch NaOH, phản ứng tạo ra muối natri acetate và rượu. Phản ứng này còn gọi là phản ứng xà phòng hóa.b)Ứng dụngEthyl acetate là một hợp chất hữu cơ với công thức CH3CH2OC(O)CH3. Đây là một chất lỏng không màu, mùi dễ chịu và đặc trưng. Là một loại ester thu được từ ethanol và acid acetic, nó thường được viết tắt là EtOAc, và được sản xuất ở quy mô khá lớn để làm dung môi.Ethyl acetate là một dung môi phân cực nhẹ, dễ bay hơi, tương đối không độc hại và không hút ẩm. Là chất nhận cũng như cho liên kết H2 yếu. Có thể trộn lẫn với một số dung môi khác như ethanol, benzen, aceton hay diethyl ether. Không ổn định trong dung dịch có chứa acid hay base mạnh.Ethyl acetate được dùng rộng rãi làm dung môi cho các phản ứng hóa học cũng như để thực hiện công việc chiết các hóa chất khác. Tương tự, nó cũng được dùng trong sơn móng tay và thuốc tẩy sơn móng tay.Ethyl acetate cũng có mặt trong một số loại kẹo, hoa quả hay nước hoa do nó bay hơi rất nhanh và để lại mùi nước hoa trên da. Nó cũng tạo ra hương vị tương tự như của các loại quả đào, mâm xôi hay dứa. Đây là một đặc trưng của phần lớn các ester.Ethyl acetate cũng có mặt trong rượu vang. Ở nồng độ cao trong rượu vang, nó được coi là chất tạo ra mùi vị lạ, là vị chua bất thường do bị thủy phân tạo thành acid acetic.Ethyl acetate là một chất độc được sử dụng trong thu thập và nghiên cứu côn trùng. Trong các lọ chứa ethyl acetate, hơi của nó sẽ giết chết côn trùng rất nhanh mà không làm hỏng hình dạng của chúng. Do không hút ẩm nên ethyl acetate cũng giữ cho côn trùng đủ mềm để có thể thực hiện các công việc ép xác tiếp theo. 4.Tính chất và ứng dụng của Aspirin a)Tính chất: chất kết tinh không màu, tan ít trong nước nhưng tan tốt trong rượu.b)Ứng dụngKháng viêm, giảm đau nhưng hiện nay ít dùng vì có nhiều thuốc có tác dụng tốt hơn và tác dụng kháng viêm, giảm đau yếu phải sử dụng liều cao.Ứng dụng chính là chống kết tập tiểu cầu: aspirin 75 – 150mg.
Trang 1ĐIỀU CHẾ ASPIRIN
I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Điều chế acetyle salicylic acid (aspirin) bằng phản ứng ester hóa
II TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
Phản ứng điều chế aspirin thuộc loại phản ứng ester hóa
Qui trình thí nghiệm điều chế như sau
Có hai giai đoạn chính xảy ra trong quá trình tiến hành thí nghiệm:
Giai đoạn 1: điều chế aspirin
Giai đoạn 2: tinh chế aspirin
Giai đoạn 1: điều chế aspirin
Phương trình phản ứng
Trang 2
Cơ chế phản ứng
C ở nhớm carbonyl của anhydric acetic bị O (C=O) và O ở trung tâm hút điện tử -> C được proton hóa hình thành cation (tác nhân ái điện tử)
-OH (tác nhân ái nhân) của phenol cho C+ điện tử và giải phóng
CH3COOH và acetyl salicylic acid
Trang 3 Do hiệu ứng hút điện tử mạnh của nhân benzen, nên phenol không thể tham gia phản ứng ester hóa với các acid carboxylic (tác nhân ái điện
tử yếu), mà phải dùng acetyl chloride hoặc anhydride acid (tác nhân ái điện tử mạnh)
Độ mạnh của tác nhân ái điện tử sắp xếp theo thứ tự tăng dần
Acetyl chloride > Anhydric acetic > Acid carboxylic
Cần xúc tác là H2SO4 đậm đặc để phản ứng xảy ra nhanh, nhưng không nên cho quá nhiều vì H+ sẽ cạnh tranh với tác nhân ái điện tử
củ anhydric acetic
Trang 4Giai đoạn 2: Tinh chế aspinrin
Aspinrin là tinh thể đơn tà có độ tan trong nước là 0,33% (ở 25oC) nên
có khả năng hòa tan trong nước rất kém Và CH3COOH thì tan vô hạn trong nước, nên cho hỗn hợp sản phẩm vào bercher 250ml có chứa 20ml nước lạnh -> thu aspinrin tinh thể kết tinh
Aspirin tan tốt trong rượu, do đó ta cho aspinrin chưa tinh khiết vào becher 50ml chứa 10ml cồn và 10ml nước -> aspinrin tan trong rượu, tạp chất đi vào trong nước Do nhiệt độ sôi của cồn thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của aspirin nên ta dễ dàng thu được aspirin tinh khiết (PP thay đổi DM hòa tan)
Trang 5III.TRẢ LỜI CÂU HỎI
1 Phương trình và cơ chế của phản ứng ester hóa
Phản ứng ester hóa là sự alkyl hóa nhóm hydroxyl
Tác nhân acyl hóa trong trường hợp này là anhydric acid (R-CO)2O Nhưng phản ứng giữa alcol và acid carboxylic để tạo ra ester thường phổ biến và quan trọng hơn
Phản ứng có thể xảy ra theo hai cách
Phản ứng thường xảy ra theo kiểu (1) còn kiểu (2) thường xảy
ra giữa alcol và acid vô cơ không chứa oxy hay giữa acid carboxylic với các alcol bậc 3 trong acid mạnh
Phản ứng ester hóa thường phải có mặt xúc tác để làm tăng tốc độ phản ứng vì phản ứng ester hóa không có mặt xúc tác diễn ra rất chậm Khi có mặt xúc tác acid H+, nó làm tăng tính dương của C, vì vậy nó làm tăng khả năng phản ứng với tác nhân ái nhân, làm cho nhóm –OH của phân tử rượu dễ dàng tấn công vào C của nhóm carbonyl trong acid, tạo thành hợp chất trung gian kém bền, hợp chất này sẽ tự phân hủy thành ester bền
Phản ứng ester hóa là phản ứng thuận nghịch để phản ứng chuyển dịch theo chiều thuận:
Dùng dư một trong các chất tham gia phản ứng, thường dùng dư alcol
Giảm nồng độ chất tạo thành trong phản ứng
Trang 6 Dùng xúc tác để thúc đẩy phản ứng như acid sulfuric, nhựa trao đổi
ion, các muối acid kim loại,…
2 Nêu vai trò của Na 2 CO 3 trong điều chế aspirin
Na2CO3 được sử dụng chủ yếu để trung hòa các acid còn dư: acid salicylic, anhydric acetic và H2SO4
Tuy nhiên, acid salicylic và anhydric acetic có khả năng hòa tan vào trong nước nên ta có thể rửa sản phẩm bằng nước cất, rồi lọc trong bình hút chân không
Nhưng đối với acid H2SO4 thì ta phải hoà tan vào trong Na2CO3- Ta
sử dụng Na2CO3 mà không sử dụng NaOH là để tránh ester bị thủy phân Sau đó ta rửa lại để loại bỏ muối
Trang 73.Tính chất và ứng dụng của ethyl acetate
a) Tính chất
Thủy phân trong môi trường acid
Đun nóng ester với nước, xúc tác acid vô cơ -> acid acetic + rượu ethylic Nhưng cũng trong điều kiện đó , acid acetic lại kết hợp với rượu ethylic tạo ester trở lại do đó đây là loại phản ứng thủy phân thuận nghịch
Trong môi trường base
Đun nóng ethyl acetat với dung dịch NaOH, phản ứng tạo ra muối natri acetate và rượu Phản ứng này còn gọi là phản ứng xà phòng hóa
b) Ứng dụng
Ethyl acetate là một hợp chất hữu cơ với công thức
CH3CH2OC(O)CH3 Đây là một chất lỏng không màu, mùi dễ chịu và đặc trưng Là một loại ester thu được từ ethanol và acid acetic, nó thường được viết tắt là EtOAc, và được sản xuất ở quy mô khá lớn để làm dung môi
Ethyl acetate là một dung môi phân cực nhẹ, dễ bay hơi, tương đối không độc hại và không hút ẩm Là chất nhận cũng như cho liên kết H2
yếu Có thể trộn lẫn với một số dung môi khác như ethanol, benzen, aceton hay diethyl ether Không ổn định trong dung dịch có chứa acid hay base mạnh
Ethyl acetate được dùng rộng rãi làm dung môi cho các phản ứng hóa học cũng như để thực hiện công việc chiết các hóa chất khác Tương
tự, nó cũng được dùng trong sơn móng tay và thuốc tẩy sơn móng tay
Trang 8 Ethyl acetate cũng có mặt trong một số loại kẹo, hoa quả hay nước hoa do nó bay hơi rất nhanh và để lại mùi nước hoa trên da Nó cũng tạo ra hương vị tương tự như của các loại quả đào, mâm xôi hay dứa Đây là một đặc trưng của phần lớn các ester
Ethyl acetate cũng có mặt trong rượu vang Ở nồng độ cao trong rượu vang, nó được coi là chất tạo ra mùi vị lạ, là vị chua bất thường do bị thủy phân tạo thành acid acetic
Ethyl acetate là một chất độc được sử dụng trong thu thập và nghiên cứu côn trùng Trong các lọ chứa ethyl acetate, hơi của nó sẽ giết chết côn trùng rất nhanh mà không làm hỏng hình dạng của chúng Do không hút
ẩm nên ethyl acetate cũng giữ cho côn trùng đủ mềm để có thể thực hiện các công việc ép xác tiếp theo
Trang 94 Tính chất và ứng dụng của Aspirin
a) Tính chất: chất kết tinh không màu, tan ít trong nước nhưng tan tốt trong
rượu
b) Ứng dụng
Kháng viêm, giảm đau nhưng hiện nay ít dùng vì có nhiều thuốc có tác dụng tốt hơn và tác dụng kháng viêm, giảm đau yếu phải sử dụng liều cao
Ứng dụng chính là chống kết tập tiểu cầu: aspirin 75 – 150mg