碳酸钠催化合成阿司匹林

补朝阳

(新乡学院 化学化工学院，河南 新乡 453000)



碳酸钠催化合成阿司匹林

补朝阳*

(新乡学院 化学化工学院，河南 新乡 453000)

利用水杨酸和乙酸酐作为反应物，碳酸钠为催化剂，催化合成阿司匹林.通过考察催化剂用量、反应物物质的量比、反应时间等因素对合成阿司匹林产率的影响，最终确定使用碳酸钠合成阿司匹林的最适条件为：水杨酸的用量为0.1 mol，乙酸酐的用量为0.175 mol，使用催化剂碳酸钠的质量为1.4 g，反应进行时间为60 min，在此条件下阿司匹林的产率可达到74.3%.此实验采用的操作方法简便、反应条件易于控制、反应生成的副产物少，实验后处理简捷，实验安全性能高.催化剂碳酸钠催化效率高、稳定性好、来源广泛、经济易得是符合绿色化学宗旨的理想催化剂.

碳酸钠；催化合成；阿司匹林

阿司匹林最早在止痛方面使用，随着科研水平的不断提高，人们发现它能够预防血栓的形成，对心肌梗死病人而言，若服用阿司匹林比较及时，可减少生命的危险[1].近些年学者们还陆续发现它对抗生素所致的的听力障碍、老年痴呆症、肠癌和顽固型春季结膜炎等疾病有一定的治疗作用[1].

因为在传统的生产中以浓硫酸为催化剂，它存在浓硫酸对设备的腐蚀、环境的污染以及产品不易分离纯化等不容忽视的问题.因此国内外专家都在不懈的努力寻找对环境污染小、反应副产物少、可重复利用的催化剂.近些年，专家们不仅通过调整改变生产工艺的条件来提高生产效率，而且寻找更加合适的催化剂来提高效率.近些年来也有不少专家研究过其他催化剂，如一些新型催化剂三氯稀土[2]、草酸[3]、氨基磺酸[4]、柠檬酸[5]、乙酸钠[6]、吡啶[7]、室温离子液体[8]、氨基酸离子液体[9]、维生素C[10]等，本文作者是利用碳酸钠作为催化剂.碳酸钠具有来源广泛，稳定性强，反应条件易于控制，经济易得，对反应的设备没有腐蚀性、反应副产物少、纯化操作简捷、催化效率也比较高等特点.下面就是利用碳酸钠作为催化剂的研究.

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

乙酸酐、水杨酸、碳酸钠、无水乙醇、氢氧化钠均为市售分析纯试剂，循环水泵，电子分析天平，XT-4显微熔点测定仪.

1.2 实验方法

1.2.1 阿司匹林的合成

加入水杨酸、新蒸馏的乙酸酐、碳酸钠催化剂于干燥洁净的圆底烧瓶中，进行加热，轻轻摇动烧瓶，使烧瓶中的物质混合均匀，加热并搅拌，回流反应一定时间.反应完结后，把圆底烧瓶中的物质转移到盛有少量蒸馏水的烧杯中，冷却，如有需要此时也可以进行冰水浴，待结晶完全后，过滤，再用蒸馏水洗涤结晶物2～3次，即可获得粗产品.将获得的阿司匹林粗产品倒进50 mL的烧杯中，然后向烧杯中缓慢的滴加乙醇溶液，加热使阿司匹林粗品溶解，边搅拌边倒入盛有热水的100 mL的烧杯中，加入活性炭，趁热过滤，将滤液自然冷却，析出结晶，将自然析出的结晶用50%的乙醇洗涤2～3次，用真空泵抽滤、洗涤，得到白色晶体，干燥、称重、计算收率.

1.2.2 产物分析

根据2010版药典中测药品熔点的操作方法，用显微熔点测定仪测得样品熔点为133～135 ℃，熔点符合药典的要求.

2 结果与讨论

2.1 催化剂用量对酯化率的影响

在碳酸钠催化合成阿司匹林的实验中，水杨酸0.1 mol，乙酸酐0.2 mol，操作时间约50 min，只通过改动催化剂碳酸钠的质量，考察催化剂质量的改动对产率的影响，记录数据于表1.

表1 催化剂用量对产率的影响

Table 1 Influence of catalyst amount on yield

催化剂/g产率/%0.230.240.553.251.060.561.472.642.071.58

通过表1可以总结出，产率随催化剂使用量的增加而升高，但在1.4 g时，产率开始降低.催化剂量过低时，形成的酚氧负离子浓度低，导致产率不高；催化剂质量过高时，会对酯化反应的逆反应起催化作用，使产率下降.所以可以总结出，选择催化剂的最佳用量为1.4 g.

2.2 反应时间对酯化率的影响

在碳酸钠催化合成阿司匹林的实验中，水杨酸0.1 mol，乙酸酐0.2 mol，催化剂碳酸钠的用量为1.4 g，通过改变反应时间，考察时间对产率的影响，记录数据于表2.

表2 反应时间对产率的影响

Table 2 Influence of reaction time on yield

时间/min产率/%4041.025053.236074.127071.368070.21

从表2数据可以总结出，在60 min之前，随着反应时间的增多，产率变化明显，但在60 min后，随时间延长反应易向逆反应进行，产率有所下降，所以最佳反应时间是60 min.

2.3 反应物物质的量之比对酯化率的影响

在碳酸钠催化合成阿司匹林的实验中，催化剂碳酸钠的用量为1.4 g，反应时间为60 min，改变反应物物质的量之比来考察对产率的影响.记录数据于表3.

表3 反应物物质的量之比对产率的影响

Table 3 Influence of mole ratio of reactants on yield

反应物物质的量之比产率/%1.0∶1.353.741.0∶1.6570.341.0∶1.7574.301.0∶1.971.43

从表3可总结出，随着乙酸酐物质的量的增加，产率先升高后下降，乙酸酐用量过多会溶解部分的阿司匹林，使产率下降.在物质的量之比为1.0∶1.75时产率最高，所以确定最佳比为 1.0∶1.75.

3 结论

碳酸钠作为催化剂的特点在于反应条件容易操作控制，具备稳定性强，来源广泛，实验后处理容易，依据本文的实验数据可以总结出，最适条件为：水杨酸0.1 mol，醋酸酐使用的物质的量为0.175 mol，即反应物的物质的量之比为1∶1.75，使用催化剂碳酸钠的质量为1.4 g，反应约60 min，阿司匹林的产率可达到74.3%左右.由此可见，碳酸钠作为催化剂，它是一种高效、经济、环保、实用的催化剂, 具有一定的研究、应用价值.

[1] 胡安新, 路清华.阿司匹林的临床新用途及药物相互作用[J].中国煤炭工业西学杂志, 2005, 8(9): 932-933.

[2] 张武, 李红喜, 顾魏, 等.三氯稀土催化合成乙酰水杨酸[J].化学世界, 2002(8): 422-423.

[3] 黄飞, 屈飞强, 任晓琼, 等.乙酰水杨酸催化合成的研究[J].长江大学学报(自科版), 2014, 28(11): 20-23.

[4] 李继忠, 王俊梅, 田曼.氨基磺酸催化合成乙酰水杨酸的研究[J].工业催化, 2008, 16(11): 61-63.

[5] 隆金桥, 凌绍明.柠檬酸催化合成阿司匹林 [J].云南化工, 2008, 35(5): 20-22.

[6] 林沛和, 李承范.乙酸钠催化合成阿司匹林[J].河北化工, 2006, 29(4): 19-20.

[7] 林沛和.吡啶催化合成乙酰水杨酸的研究[J].化工中间体, 2006(9): 18-19.

[8] 谢辉, 陈卓, 母先誉, 等.室温离子液体催化阿司匹林的合成[J].贵州师范大学学报(自然科学版), 2009, 27(1): 98-100.

[9] 廖芳丽, 李婷, 彭忠利.氨基酸离子液体催化合成阿司匹林的研究[J].化学通报, 2014, 77(2): 161-165.

[10] 聂鑫, 翁铭图, 崔建清, 等.维生素C催化合成阿司匹林的条件研究[J].制剂与技术, 2009, 6(21): 82-83.

[责任编辑：吴文鹏]

Synthesis of aspirin using sodium carbonate as catalyst

BU Zhaoyang*

(DepartmentofChemistryandChemicalEngineering,XinxiangInstitute,Xinxiang453000,Henan,China)

The catalytic synthesis of aspirin with sodium carbonate as catalyst is studied in this paper.After the study of the effects of amount of catalyst, molar ratio of reactants, reaction time and other factors on the yield of the synthesis of aspirin, and ultimately determine the use of sodium carbonate in the synthesis of aspirin and the optimum conditions were: the amount of salicylic acid was 0.1 mol, the amount of acetic anhydride was 0.175 mol, using sodium carbonate catalyst quality for 1.4 g, reaction time was 60 min.Aspirin yield under this condition can reach 74.3%.The operation method is simple and convenient, and the reaction conditions are easy to control, the byproduct of the reaction is little, the experiment is simple and convenient, and the safety performance is high.The catalyst has high efficiency, good stability, wide source, and the economy is easy to be the ideal catalyst for the purpose of green chemistry.

sodium carbonate; catalytic synthesis; aspirin

2016-07-06.

补朝阳(1969-)，男，副教授，研究方向为有机化学.*

TG162.83

A

1008-1011(2016)06-0714-03