高中化學(xué) 專題7 物質(zhì)的制備與合成 7.2 阿司匹林的合成課件 蘇教選修6

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1、課題2 2阿司匹林的合成一、阿司匹林的合成水楊酸(鄰羥基苯甲酸)的結(jié)構(gòu)簡式是 ,它是一種含有酚羥基和羧基的雙官能團(tuán)化合物,所以水楊酸既有酚的性質(zhì)又具有羧酸的性質(zhì)。阿司匹林又叫乙酰水楊酸。它是白色針狀晶體,熔點(diǎn)為135136 ,難溶于水。乙酰水楊酸是由水楊酸和乙酸酐合成的,反應(yīng)的化學(xué)方程式是:阿司匹林合成過程中的副產(chǎn)物是什么?它是怎樣形成的?如何除去?提示在生成乙酰水楊酸的同時(shí),水楊酸分子之間也能發(fā)生縮合反應(yīng),生成少量聚合物: ,它是合成過程中的副產(chǎn)物。該副產(chǎn)物不溶于碳酸氫鈉溶液,而乙酰水楊酸與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成可溶性鈉鹽,所以可用這種性質(zhì)上的差別來除去副產(chǎn)物。二、水楊酸雜質(zhì)的檢出由于乙酰化反

2、應(yīng)不完全或由于產(chǎn)物在分離過程中發(fā)生水解的原因,產(chǎn)物中含有雜質(zhì)水楊酸。與大多數(shù)酚類化合物一樣,水楊酸可與三氯化鐵形成深紫色配合物很容易被檢出,而乙酰水楊酸因酚羥基已被酰化,不能與三氯化鐵發(fā)生顯色反應(yīng)。知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二阿司匹林的合成【例題1】 工業(yè)上合成阿司匹林的流程如下圖所示: 知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二請回答:(1)請寫出反應(yīng)釜中反應(yīng)的化學(xué)方程式: ;其中,甲苯的作用是 ,為了保證水楊酸能較為徹底地反應(yīng),通常采用的措施是。 (2)粗品經(jīng)提純后才能作為藥物使用。提純可以分以下幾步進(jìn)行:分批用少量飽和碳酸鈉溶液溶解乙酰水楊酸(阿司匹林),化學(xué)方程式為;過濾除去不溶物,將濾液緩慢加入濃鹽酸中,析出乙酰水楊酸,

3、化學(xué)方程式為; 再經(jīng)過、操作,將得到的乙酰水楊酸,用少量乙酸乙酯加熱至完全溶解,冷卻,乙酰水楊酸以針狀晶體析出,將其加工成型后就可以使用了。 (3)為了充分利用原料,循環(huán)再利用的例子在化工生產(chǎn)中屢見不鮮,試直接在上圖中用箭頭標(biāo)出未反應(yīng)完的原料循環(huán)利用的過程。知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二解析(1)從流程圖上不難看出,在甲苯作溶劑的條件下,醋酸酐與水楊酸發(fā)生反應(yīng)生成了乙酰水楊酸(阿司匹林)和醋酸。工業(yè)上通常用加入過量的廉價(jià)原料的方法以提高另一種原料的利用率,為了保證水楊酸能較為徹底地反應(yīng),顯然要加入過量的醋酸酐。(2)阿司匹林分子中含有一個羧基,具有酸性,酸性比碳酸強(qiáng),顯然可以與飽和碳酸鈉溶液反應(yīng),生成相應(yīng)的

4、鹽而溶解。但阿司匹林的酸性不如鹽酸強(qiáng),所以生成的鹽加入到濃鹽酸中后,又可重新生成阿司匹林。析出的阿司匹林通過過濾得到,但其表面有一些雜質(zhì),需要通過洗滌除去,這樣就可得到較為純凈的阿司匹林了。(3)在分離得到粗品后,母液中仍然有過量的醋酸酐、沒有完全反應(yīng)的水楊酸、沒有完全分離出的產(chǎn)品以及溶劑、試劑等,可循環(huán)利用。知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二本題起點(diǎn)高,落點(diǎn)低。例如,第(2)問讓我們寫的兩個反應(yīng)實(shí)際上考查的是羧酸的弱酸性。注意不能用NaOH溶液,否則會使酯基水解。通過做題,我們還可得出阿司匹林、碳酸、鹽酸酸性強(qiáng)弱順序?yàn)?鹽酸阿司匹林碳酸。而這恰好是本題容易拓展考查的另外一個知識點(diǎn)。知識點(diǎn)一知識

5、點(diǎn)二【針對訓(xùn)練1】 乙酰水楊酸,又名鄰乙酰氧基苯甲酸,是阿司匹林的主要成分。白色晶體或粉末,略有酸味,易溶于乙醇等有機(jī)溶劑,難溶于水,是常用的解熱鎮(zhèn)痛藥。下面是某化學(xué)小組利用逆推法設(shè)計(jì)乙酰水楊酸合成路線的過程:(1)查閱資料。通過查閱資料得知以水楊酸為原料合成乙酰水楊酸的反應(yīng)為:知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二由苯酚制備水楊酸的途徑:(2)實(shí)際合成路線的設(shè)計(jì)。觀察目標(biāo)分子乙酰水楊酸的結(jié)構(gòu)。乙酰水楊酸分子中有2個典型的官能團(tuán),即、。 由目標(biāo)分子逆推原料分子并設(shè)計(jì)合成路線。首先,考慮酯基的引入:由水楊酸與乙酸酐反應(yīng)制得;然后分頭考慮水楊酸和乙酸酐的合成路線。其中,乙酸酐的合成路線為。 知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二根據(jù)信息和以

6、前所學(xué)知識,水楊酸可以有以下幾種不同的合成路線:(3)優(yōu)選水楊酸的合成路線。以上兩種合成路線中較合理的為;理由是。 知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二解析通過觀察,乙酰水楊酸分子中有2個典型的官能團(tuán)即羧基、酯基。根據(jù)所學(xué)知識逆推,乙酸酐可由乙酸合成,乙酸可由乙醛氧化得到,乙醛可由乙烯氧化得到,而乙烯是一種基本的原料。因此乙酸酐的合成路線為水楊酸的兩種合成路線中:鄰甲基苯酚上的甲基氧化為羧基時(shí),所用的氧化劑(如酸性高錳酸鉀溶液)還會將酚羥基氧化。需要在氧化甲基前將酚羥基轉(zhuǎn)化為不能被氧化劑氧化的基團(tuán),在氧化甲基后再把酚羥基還原出來。由于此過程較為復(fù)雜,因此一般不采用此合成路線合成水楊酸。在工業(yè)上常由苯酚出發(fā),采用由

7、干燥苯酚鈉與二氧化碳在加溫、加壓下生成鄰羥基苯甲酸鈉,鄰羥基苯甲酸鈉酸化得到水楊酸,進(jìn)而合成乙酰水楊酸的合成方法。這種合成水楊酸的方法原料易得,工藝相對簡單,適合大規(guī)模生產(chǎn)。知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二答案(2)羧基酯基(3)途徑1因?yàn)橥緩?原料易得,工藝相對簡單,而途徑2過程復(fù)雜知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二常見有機(jī)物的除雜【例題2】 下列分離提純物質(zhì)的方法錯誤的是()A.用NaHCO3溶液可除去合成阿司匹林時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)物B.用分液的方法分離乙酸乙酯與飽和Na2CO3溶液的混合液C.用鹽析法提純高級脂肪酸鈉D.用溶解過濾的方法提純含少量BaSO4的BaCO3解析A項(xiàng),合成阿司匹林時(shí)易產(chǎn)生水楊酸的聚合物,可通過NaHC

8、O3溶液水洗,吸收乙酰水楊酸,從而除去聚合物,再經(jīng)酸化可得乙酰水楊酸,A正確;B中乙酸乙酯與飽和Na2CO3溶液不互溶且密度不同,可用分液法分離;C中可用NaCl降低硬脂酸鈉的溶解度使其析出;D中BaSO4和BaCO3都不溶于水且BaSO4不溶于一般的酸,故不能用溶解過濾的方法除雜。答案D知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二有機(jī)物的分離和提純的一般原則是:根據(jù)混合物中各成分的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)的差異進(jìn)行化學(xué)和物理處理,以達(dá)到處理和提純的目的,其中化學(xué)處理往往是為物理處理作準(zhǔn)備,最后均要用物理方法進(jìn)行分離和提純。如將有機(jī)物進(jìn)行轉(zhuǎn)化,再通過分液(萃取)、蒸餾和洗氣等操作,將有機(jī)物進(jìn)行分離。知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二【針對訓(xùn)練2】 某物質(zhì)中可能有甲酸、乙酸、甲醇和甲酸乙酯4種物質(zhì)中的一種或幾種,在鑒定時(shí)有下列現(xiàn)象:可發(fā)生銀鏡反應(yīng);加入新制Cu(OH)2懸濁液沉淀不溶解;與含酚酞的NaOH 溶液共熱發(fā)現(xiàn)溶液中紅色逐漸消失以至無色。下列敘述中正確的是()A.有甲酸和甲酸乙酯B.有乙酸和甲酸乙酯C.可能有甲醇,一定有甲酸乙酯D.幾種物質(zhì)都有答案C