Aspirin là một loại thuốc hạ nhiệt và giảm đau đƣợc sử dụng để trị cỏc bệnh nhƣ cảm sốt và giảm đau trong cỏc chứng nhức đầu, đau dõy thần kinh, đau xƣơng khớp. Gần đõy cỏc nhà khoa học cũn phỏt hiện nhiều cụng dụng tuyệt vời của aspirin trong quỏ trỡnh nghiờn cứu hay điều trị, nhƣ khả năng giảm ung thƣ và mất trớ nhớ, kộo dài tuổi thọ của cỏc cơ quan cấy ghộp,…
Aspirin đƣợc tổng hợp bằng phản ứng este húa giữa axit salixylic và anhiđrit axetic: (CH3CO)2O + OCOCH3 COOH OH COOH CH3COOH + Cơ sở lý thuyết:
- Lý thuyết về phản ứng este húa (mục 2.2.4). - Lý thuyết về sắc kớ lớp mỏng (mục 2.2.3).
Mục đớch, yờu cầu:
Kiến thức:
- Nghiờn cứu phản ứng tổng hợp aspirin bằng phản ứng este húa.
- Nắm vững lớ thuyết về phản ứng este húa: cơ chế phản ứng, vai trũ của cỏc cấu tử trong phản ứng,…
- So sỏnh với phản ứng este húa butanol và axit axetic về cơ chế và xỳc tỏc. - Tớnh toỏn và xử lớ số liệu thực nghiệm.
52
- Lắp và thỏo bộ dụng cụ đun cỏch thủy hỗn hợp phản ứng. - Đun cỏch thủy, làm khụ sản phẩm.
- Tinh chế sản phẩm dựa vào phƣơng phỏp kết tinh lại. - Cõn khối lƣợng (bằng cõn điện tử) và đo thể tớch.
- Xỏc định độ tinh khiết của sản phẩm bằng phƣơng phỏp đo nhiệt độ núng chảy của chất rắn (hoặc bằng TLC).
- Quan sỏt và vận dụng kiến thức lý thuyết đó học để giải thớch quỏ trỡnh thực nghiệm, phõn tớch kết quả thực nghiệm.
Thỏi độ:
- Rốn luyện đức tớnh kiờn trỡ, tỉ mĩ, cẩn thận và trung thực với kết quả thực nghiệm.
- Rốn luyện tỏc phong làm việc khoa học, khả năng kế hoạch húa thực nghiệm.
- Thấy đƣợc ứng dụng của húa học đối với đời sống, làm tăng sự hứng thỳ đối với bộ mụn và đối với cụng tỏc nghiờn cứu khoa học.
Húa chất
Húa chất Lƣợng Cảnh bỏo nguy hiểm, R
Cảnh bỏo an toàn PTN, S
Axit salixylic 10,0gam 22, 36, 38, 61 22, 26, 36, 37, 39 Ancol etylic 95% 23,0ml 11, 20/21/22, 36/37/38, 40 2, 7, 16, 24, 25, 36/37, 39, 45 Anhiđrit axetic 14,0ml (15,2gam) 10, 20/22, 34 26, 36/37/39, 45 Axit photphoric 0,4ml 34 1/2, 26, 45 Benzen 10ml 45, 46, 11, 16, 36/38, 65, 48/23/24/25, 53, 45 Axit axetic/nƣớc (1:1) 10, 35 23, 26, 45 Dung dịch FeCl3 1%
53 Dụng cụ Dụng cụ Số lƣợng Cốc thủy tinh 250ml 2 Phểu Bucne 1 Bỡnh Bunzen 1 Bỡnh nún dung tớch 100ml 1 Nồi cỏch thủy 1 Bếp điện 1 Bỡnh tia nƣớc cất 1 Nhiệt kế 1
Cụng-tơ-hỳt Pastơ chia độ 2
Ống đong chia độ 25ml 1
Đũa thủy tinh 1
Qui trỡnh
(1)Cho vào bỡnh nún 10,0 gam axit salixylic, 14 ml anhiđrit axetic và 0,4 ml axit photphoric.
(2)Khuấy cẩn thận hỗn hợp (cú thể dựng nhiệt kế để khuấy hỗn hợp phản ứng). Đun cỏch thủy ở 60o
C trong 30 phỳt. Axit salixylic tan và aspirin tạo thành kết tinh nhanh.
(3)Để nguội và khuấy thờm 15 phỳt nữa. Rút hỗn hợp phản ứng vào 35ml nƣớc lạnh và khuấy đều. Lọc hỳt lấy axit axetyl salixylic trờn phểu Bucne. Rửa kết tủa bằng benzen khan và lạnh ba lần, mỗi lần 3ml (cú thể thay bằng nƣớc cất – 40ml). Thu đƣợc aspirin thụ.
(4)Cho sản phẩm thụ vào cốc thủy tinh rồi cho thờm 30ml etanol, đun cỏch thủy ở 60oC và khuấy trộn đến khi aspirin tan hết.
(5)Thờm 50ml nƣớc núng 60o
C khuấy trộn đều hỗn hợp cho tan. Nếu khụng thỡ lại đun cỏch thủy cho đến tan hoàn toàn.
54
(6)Kết tinh aspirin trong axit axetic loóng (1:1) và ngõm trong nƣớc đỏ. Lọc sản phẩm trờn phễu Bucne. Rửa sản phẩm bằng nƣớc cất đến khi nƣớc lọc khụng cho màu tớm với dung dịch FeCl3 1%.
(7)Làm khụ trong chõn khụng trong 5 phỳt. Sấy khụ sản phẩm ở 60oC trong 30 phỳt.
Axit axetylsalixylic là chất rắn, kết tinh khụng màu, tan tốt trong ete, etanol, clorofom, ớt tan trong nƣớc, Đnc = 133-136,5oC. Cũng cú thể kết tinh lại trong clorofom hoặc trong etanol.
Một số lƣu ý để thớ nghiệm thành cụng
- Khuấy kỹ hỗn hợp phản ứng để cỏc chất tiếp xỳc tốt.
- Khi kết tinh nếu thấy lõu xuất hiện thỡ dựng đũa thủy tinh cọ nhẹ vào cốc để tạo mầm kết tinh, rồi để yờn cốc để axit axetylsalixylic kết tinh hoàn toàn.
- Cần lƣu ý nhiệt độ phản ứng.
Xử lý kết quả thực nghiệm
a. Cõn sản phẩm và ghi kết quả vào phiếu trả lời.
b. Tớnh lƣợng sản phẩm theo lý thuyết và tớnh hiệu suất phản ứng. c. Xỏc định nhiệt độ núng chảy của sản phẩm.
d. Bằng phƣơng phỏp đo nhiệt độ núng chảy, dấu hiệu nào cho biết sản phẩm của bạn là tinh khiết hay chƣa tinh khiết?
e. Việc rửa sản phẩm thụ đến khi dung dịch nƣớc lọc khụng cho phản ứng với FeCl3 1% nhằm mục đớch gỡ?
Cõu hỏi kiểm tra và mở rộng
a. Nờu cơ chế phản ứng este húa giữa anhiđrit axetic và axit salixylic?
b. So sỏnh với phản ứng este húa giữa axit axetic và etanol về cơ chế và xỳc tỏc? c. Cú thể thay anhiđrit axetic bằng axit axetic hay axetyl clorit đƣợc khụng? Vỡ sao?
Cho biết ƣu, nhƣợc điểm của mỗi tỏc nhõn axetyl húa?
d. Dựng sắc kớ lớp mỏng để kiểm tra độ tinh khiết của sản phẩm? Hóy trỡnh bày cỏc bƣớc thực hiện, vẽ bản TLC và tớnh Rf?
55