《化工专业综合实验》教素可由水杨酸甲酯（即冬青油）水解制成。反应式如下：-CO2HCO2H浓H,S4+(CH3CO)2080~90°℃OHFOcOc实验步骤：(1)在干燥的锥形瓶中放入称量好的水杨酸(2g0.045mol)、乙酐(5ml5.4g0.053mol)，滴入5滴浓硫酸，轻轻摇荡锥形瓶使溶解，在80~90℃水浴中加热约15min，从水浴中移出锥形瓶，当内容物温热时慢慢滴入3~5mL冰水，此时反应放热，甚至沸腾。反应平稳后，再加入40mL水，用冰水浴冷却，并用玻棒不停搅拌，使结晶完全析出。抽滤，用少量冰水洗涤两次，得阿斯匹林粗产物。(2)将阿斯匹林的粗产物移至另一锥形瓶中，加入25mL饱和NaHCO3溶液，搅拌，直至无CO2气泡产生，抽滤，用少量水洗涤，将洗涤液与滤液合并，弃去滤渣。先在烧杯中放大约5mL浓盐酸并加入10mL水，配好盐酸溶液，再将上述滤液倒入烧杯中，阿斯匹林复沉淀析出，冰水冷却令结晶完全析出，抽滤，冷水洗涤，压干滤饼，干燥。注意事项：乙酰水杨酸受热后易发生分解，分解温度为128～135C，因此重结晶时不宜长时间加热，控制水温，产品采取自然晾干。阿司匹林的传统合成方法是用浓硫酸或浓磷酸作催化剂，以水杨酸和乙酸酐反应合成。此法副产物多，设备腐蚀严重，污染环境。2）碳酸钾催化合成用碳酸钾代替浓硫酸或浓磷酸作催化剂合成阿司匹林。实验步骤：（1)将0.029mol(2g)水杨酸：一定量的乙酸酐和无水K2CO3催化剂加到50mL干燥的锥形瓶中，水浴加热搅拌一段时间。反应结束后，加入pH值为3～4的40mL冰水。然后将锥形瓶置于冰水中冷却，使结晶完全，减压过滤，用少量冰水洗涤结晶2次，即得粗产品阿司匹林。(2)将粗产品转移至烧杯中，在搅拌下加入饱和碳酸氢钠溶液，直至无CO：气体产生。减压过滤，除去不溶白色聚合物，将滤液倒入盛有浓盐酸的烧杯中，搅拌，有白色产物析出。将此烧杯置于冰水中冷却，使结晶完全，过滤，少量冷水洗涤结晶2～3次，真空干燥，得阿司匹林产品。分析及比较：（1）K2CO3，作为催化剂合成阿司匹林具有较好的催化效果：克服了浓酸作催化剂时对设备的腐蚀，造成环境污染等缺点。6
《化工专业综合实验》 教案 6 可由水杨酸甲酯（即冬青油）水解制成。反应式如下： 实验步骤 ： (1)在 干 燥 的 锥 形 瓶 中 放 入 称 量 好 的 水 杨 酸 (2g 0.045mol)、乙酐(5ml 5.4g 0.053mol)，滴入 5 滴浓硫酸，轻轻摇 荡锥形瓶使溶解，在 80~90℃水浴中加热约 15min，从水浴中移出锥 形瓶，当内容物温热时慢慢滴入 3~5mL 冰水，此时反应放热，甚至 沸腾。反应平稳后，再加入 40mL 水，用冰水浴冷却，并用玻棒不停 搅拌，使结晶完全析出。抽滤，用少量冰水洗涤两次，得阿斯匹林粗 产物。 (2)将阿斯匹林的粗产物移至另一锥形瓶中，加入 25mL 饱和 NaHCO3 溶液，搅拌，直至无 CO2 气泡产生，抽滤，用少量水洗涤， 将洗涤液与滤液合并，弃去滤渣。先在烧杯中放大约 5mL 浓盐酸并 加入 l0mL 水，配好盐酸溶液，再将上述滤液倒入烧杯中，阿斯匹林 复沉淀析出，冰水冷却令结晶完全析出，抽滤，冷水洗涤，压干滤饼， 干燥。 注意事项： 乙酰水杨酸受热后易发生分解，分解温度为 128～ 135 C,因此重结晶时不宜长时间加热，控制水温，产品采取自然晾干。 阿司匹林的传统合成方法是用浓硫酸或浓磷酸作催化剂，以水杨酸 和乙酸酐反应合成。此法副产物多，设备腐蚀严重，污染环境。 2）碳酸钾催化合成 用碳酸钾代替浓硫酸或浓磷酸作催化剂合成阿司匹林。 实验步骤：(1)将0．029mol(2g)水杨酸．一定量的乙酸酐和无水 K2CO3催化剂加到50mL干燥的锥形瓶中，水浴加热搅拌一段时间。反 应结束后，加入pH值为3～4的40mL冰水。然后将锥形瓶置于冰水中冷 却，使结晶完全，减压过滤，用少量冰水洗涤结晶2次，即得粗产品阿 司匹林。 (2)将粗产品转移至烧杯中，在搅拌下加入饱和碳酸氢钠溶液，直至 无CO：气体产生。减压过滤，除去不溶白色聚合物，将滤液倒入盛有 浓盐酸的烧杯中，搅拌，有白色产物析出。将此烧杯置于冰水中冷却， 使结晶完全，过滤，少量冷水洗涤结晶2～3次，真空干燥，得阿司匹林 产品。 分析及比较：（1）K2CO3，作为催化剂合成阿司匹林具有较好的 催化效果．克服了浓酸作催化剂时对设备的腐蚀，造成环境污染等缺 点
《化工专业综合实验》教案（2）本实验最佳条件是：水杨酸0.029mol，反应物料的量比n(水杨酸)：n(乙酸酐）=l：1.75，反应温度60℃，反应时间30min，催化剂用量为1.45mmol，产率达78.8%，实验重现性好，产品质量佳。（3）在此合成实验中，乙酸酐量少，反应速度慢，且不完全，产率低；乙酸酐量过大，可能会溶解阿司匹林和消耗催化剂。从而影响催化效果和降低产率。3）三氯稀土催化合成以三氯稀土作为路易斯酸，可溶性强，对设备腐蚀性低，以它为催化剂，产率可高达90%。实验步骤：加入25g水杨酸和35ml新蒸乙酸酐和0.4g的三氯稀土在三颈漏斗，瓶口分别装温度计，带CaCI2的干燥管的冷凝回流管。沸水浴上回流一段时间。加水200ml，并置于冰水浴中冷却，使结晶完全。用布氏漏斗抽滤析出产品，用少量冷水洗涤数次。抽干，得到粗产品。然后纯化，最后在恒温箱中干燥。方法分析及比较：此方法反应的最佳条件是水杨酸与乙酸酐的物质的量之比为1：2.0.以三氯稀土作催化剂，其催化效果与浓硫酸作催化剂相当，但是它克服了硫酸腐蚀设备的缺点，三氯稀土和水可以回收，在稀土三氯化物中，效果最好的是YCI3。只是成本较高，且作为药物合成对于其毒性要慎重考虑，4.活性炭固载SnC15H：0催化剂合成通过用活性炭固载SnCI-5H：0作为催化剂催化合成阿司匹林，当水杨酸2.5g，乙酸酐5mL，反应时间16min，反应温度80一85℃，活性炭固载SnC1-5H：0的量为1.5g时取得很好的催化合成效果，产率高达88.4%。该催化剂具有催化活性高、反应时间短、易分离、无污染的特点，符合绿色生产的要求，且具有较高的实用价值，可代替其它催化剂。其催化效果良好，不仅改善了传统用的催化剂硫酸带来的腐蚀设备，环境污染等缺点，而且比活炭固载A1C1，催化的产率高[1引。该催化剂还可以通过简单的操作便可回收利用，符合绿色生产的要求，具有投入工业生产的价值。还可以用强酸树脂环境友好催化合成/
《化工专业综合实验》 教案 7 （2）本实验最佳条件是：水杨酸0．029mol，反应物料的量比n(水 杨酸)：n(乙酸酐)=1：1．75，反应温度60℃ ，反应时间30min，催化剂 用量为1．45mmol，产率达78．8％，实验重现性好， 产品质量佳。 （3）在此合成实验中，乙酸酐量少，反应速度慢，且不完全，产 率低；乙酸酐量过大，可能会溶解阿司匹林和消耗催化剂。从而影响催 化效果和降低产率。 3）三氯稀土催化合成 以三氯稀土作为路易斯酸，可溶性强，对设备腐蚀性低，以它为催化 剂，产率可高达 90%。 实验步骤：加入 25g 水杨酸和 35ml 新蒸乙酸酐和 0.4g 的三氯稀土 在三颈漏斗，瓶口分别装温度计，带 CaCl2 的干燥管的冷凝回流管。沸 水浴上回流一段时间。加水 200ml, 并置于冰水浴中冷却，使结晶完全。 用布氏漏斗抽滤析出产品， 用少量冷水洗涤数次。抽干，得到粗产品。然后纯化，最后在恒温箱 中干燥。 方法分析及比较：此方法反应的最佳条件是水杨酸与乙酸酐的物质 的量之比为 1∶2.0.以三氯稀土作催化剂，其催化效果与浓硫酸作催化剂 相当，但是它克服了硫酸腐蚀设备的缺点，三氯稀土和水可以回收，在稀 土三氯化物中，效果最好的是 YCl3 。只是成本较高，且作为药物合成 对于其毒性要慎重考虑． 4.活性炭固载SnC1 ·5H：0催化剂合成 通过用活性炭固载SnCl ·5H：0作为催化剂催化合成阿司匹林，当水 杨酸2．5 g，乙酸酐5 mL，反应时间16 min，反应温度8O一85℃ ，活 性炭固载SnC1 ·5H：0的量为1．5 g时取得很好的催化合成效果，产率高 达88．4％。该催化剂具有催化活性高、反应时间短、易分离、无污染 的特点，符合绿色生产的要求，且具有较高的实用价值，可代替其它催 化剂。其催化效果良好，不仅改善了传统用的催化剂硫酸带来的腐蚀设 备，环境污染等缺点，而且比活炭固载A1C1，催化的产率高[1引。该催 化剂还可以通过简单的操作便可回收利用，符合绿色生产的要求，具有 投入工业生产的价值。 还可以用强酸树脂环境友好催化合成
《化工专业综合实验》教案L气液分高器M真空烫冲蜡回流冷凝器真空泵?72M温水浴图1阿司匹林合成流程图3、实验步骤：1）酯化：（1）温水、冰水槽中按用量加入纯水，开启水温控制，至所需温度备用。（2）从反应釜进料口依次按量加入干燥的水杨酸40g，醋酐65ml，浓硫酸3ml。搅拌，混合均匀。（3）开启恒温循环器加热，至反应釜中温度为70~75℃时向回流冷凝器中通入冷却水。（4）搅拌下保温约2小时左右（用8.5%的FeCl3溶液检测不得呈紫色)。（5）停止搅拌及保温，稍冷，向反应釜中加入冰水300ml。（6）搅拌15分钟，抽滤，得粗品。2）水杨酸限量检查取阿司匹林0.10g，加乙醇1ml溶解后，加冷水适量，制成50ml溶液。立即加入1ml新配制的稀硫酸铁铵溶液，摇匀；30秒内如显色，与对照液比较，不得更深（0.1%）。4、注意事项1）.小心安装、使用设备，特别是不要打碎玻璃仪器。2）水杨酸应当预先干燥、乙酸酐也应是新蒸的并且纯度较高：取用浓硫酸、乙酸酐的量筒和反应器等也应干燥。3）.冰醋酸、结晶母液以及FeCl3水溶液均系酸性液体，对皮肤以及眼晴具有刺激性和腐蚀性，应避免与皮肤直接接触，不慎粘有时，应及时用大量清水冲洗；4）醋酐具有催泪性和腐蚀性，取用时必须带乳胶手套并在通风橱中8
《化工专业综合实验》 教案 8 图 1 阿司匹林合成流程图 3、 实验步骤： 1）酯化： （1）温水、冰水槽中按用量加入纯水，开启水温控制，至所需温度 备用。 （2）从反应釜进料口依次按量加入干燥的水杨酸 40g，醋酐 65 ml， 浓硫酸 3 ml。搅拌，混合均匀。 （3）开启恒温循环器加热，至反应釜中温度为 70~75℃时向回流冷 凝器中通入冷却水。 （4）搅拌下保温约 2 小时左右（用 8.5%的 FeCl3 溶液检测不得呈紫 色）。 （5）停止搅拌及保温，稍冷，向反应釜中加入冰水 300ml。 （6）搅拌 15 分钟，抽滤，得粗品。 2）水杨酸限量检查 取阿司匹林 0.10g ,加乙醇 1 ml 溶解后，加冷水适量，制成 50 ml 溶 液。立即加入 1ml 新配制的稀硫酸铁铵溶液，摇匀；30 秒内如显色，与 对照液比较，不得更深（0.1%）。 4、注意事项 1）.小心安装、使用设备，特别是不要打碎玻璃仪器。 2）.水杨酸应当预先干燥、乙酸酐也应是新蒸的并且纯度较高；取用 浓硫酸、乙酸酐的量筒和反应器等也应干燥。 3）.冰醋酸、结晶母液以及 FeCl3 水溶液均系酸性液体，对皮肤以及 眼睛具有刺激性和腐蚀性，应避免与皮肤直接接触，不慎粘有时，应及时 用大量清水冲洗； 4）醋酐具有催泪性和腐蚀性，取用时必须带乳胶手套并在通风橱中
《化工专业综合实验》教案进行，不慎粘有时，应及时用大量清水冲洗：5）.在初始加料混合时，水浴为室温，或控制水温在30℃下，以防止反应剧烈而冲料。6）反应温度不宜过高，时间也不要太长，否则会增加副产物的生成。7）、用溶剂重结晶时溶液不宜加热过久，也不宜采用高沸点溶剂。因为乙酰水杨酸容易受热分解。8）.乙酰水杨酸受热后容易分解，分解温度为128~135℃。熔点较难测定，在测定熔点时，可以先将热载体加热到120℃左右后再放入样品测定。9）.水杨酸原料中可能混有苯酚等杂质，在制备阿司匹林过程中会产生乙酰苯酯和阿司匹林苯酯，它们在碳酸钠中不溶，故应检查阿司匹林在碳酸钠中的不溶性杂质。10）.本品在制备过程中，会由于反应不完全而带入未反应的水杨酸；在成品储存过程中，也会发生酯基的水解而产生水杨酸。水杨酸的存在不仅增加了对人体胃肠道的刺激，而且还较易氧化生成一系列醒式有色物质，这是阿司匹林不稳定变色的主要原因。COOH [O] _ HO-?COOH [0]COOHOHOH0黄色CHOHOCHO或OHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOH蓝至黑色八、数据记录与处理：九、思考题：1、合成过程中哪些因素会影响到实验产率？2、如何除去生成的副产物？十、教学后记：实验三液体洗涤剂的制备
《化工专业综合实验》 教案 9 进行，不慎粘有时，应及时用大量清水冲洗； 5）.在初始加料混合时，水浴为室温，或控制水温在 30℃下，以防止 反应剧烈而冲料。 6）.反应温度不宜过高，时间也不要太长，否则会增加副产物的生成。 7）、用溶剂重结晶时溶液不宜加热过久，也不宜采用高沸点溶剂。因 为乙酰水杨酸容易受热分解。 8）.乙酰水杨酸受热后容易分解，分解温度为 128~135℃。熔点较难 测定，在测定熔点时，可以先将热载体加热到 120℃左右后再放入样品测 定。 9）.水杨酸原料中可能混有苯酚等杂质，在制备阿司匹林过程中会产 生乙酰苯酯和阿司匹林苯酯，它们在碳酸钠中不溶，故应检查阿司匹林在 碳酸钠中的不溶性杂质。 10）.本品在制备过程中，会由于反应不完全而带入未反应的水杨酸； 在成品储存过程中，也会发生酯基的水解而产生水杨酸。水杨酸的存在不 仅增加了对人体胃肠道的刺激，而且还较易氧化生成一系列醌式有色物 质，这是阿司匹林不稳定变色的主要原因。 [O] OH COOH HO [O] OH COOH O O COOH 黄色 + 蓝至黑色 O O COOH O HO COOH O COOH HO 或 OH COOH HO + O O COOH O COOH 八、数据记录与处理： 九、思考题： 1、合成过程中哪些因素会影响到实验产率？ 2、如何除去生成的副产物？ 十、教学后记： 实验三 液体洗涤剂的制备