陳盛余，李　麗，趙丹丹，史兵方，肖彩玲，韋　唯

(廣西高校桂西生態(tài)環(huán)境分析和污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，百色學(xué)院，廣西　百色　533000)

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陳盛余，李麗，趙丹丹，史兵方，肖彩玲，韋唯

(廣西高校桂西生態(tài)環(huán)境分析和污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，百色學(xué)院，廣西百色533000)

乙酰水楊酸是經(jīng)典合成藥物之一，具有鎮(zhèn)痛、消炎等功效，在臨床醫(yī)學(xué)上有廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)合成乙酰水楊酸的方法主要是以水楊酸和乙酸酐為原料，硫酸為催化劑[1-3]，在一定條件下進(jìn)行反應(yīng)得到乙酰水楊酸。該合成方法所用催化劑對(duì)設(shè)備腐蝕性大，后續(xù)酸廢水處理復(fù)雜，不符合當(dāng)今綠色化學(xué)的理念。為此，尋找新型環(huán)保催化劑替代硫酸成為研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1試劑和儀器

試劑：乙酸酐(新蒸)、過(guò)硫酸銨、水楊酸、濃氨水、四氯化鋯等均為分析純。實(shí)驗(yàn)用水為一次蒸餾水。

儀器：DF-2數(shù)顯集熱式磁力攪拌器；BSA224S電子分析天平；SHZ-D型循環(huán)水式真空泵；DZF-6032型真空干燥箱；SX2-5-12馬弗爐，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.2乙酰水楊酸的合成

在150 mL三頸燒瓶中按比例加入一定量水楊酸、新蒸乙酸酐和催化劑，設(shè)置好溫度，水浴反應(yīng)一定時(shí)間，趁熱過(guò)濾，去除固體催化劑。濾液冷卻后加入冰水，待晶體完全析出后抽濾得粗品。粗品放置燒杯內(nèi)，加入適量飽和碳酸氫鈉溶液并攪拌，直至無(wú)氣泡產(chǎn)生，抽濾，回收濾液，濾液緩慢倒入盛有濃鹽酸的燒杯中并攪拌，有晶體析出，繼續(xù)在冰水浴中冷卻20 min 等晶體完全析出，抽濾，干燥即得乙酰水楊酸產(chǎn)品[8]。

2　結(jié)果與討論

2.1原料配比對(duì)產(chǎn)率的影響

表1　反應(yīng)原料配比對(duì)產(chǎn)率的影響

由表1可以知道，隨著乙酸酐用量的增大，產(chǎn)率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，其中在水楊酸與乙酸酐摩爾比為1:2.0時(shí)，產(chǎn)率達(dá)到最大值。所以選擇水楊酸與乙酸酐摩爾比為1:2.0比較合適。

2.2催化劑用量對(duì)產(chǎn)率的影響

在燒瓶加入水楊酸7.0 g，乙酸酐10.5 g，加入不同量的催化劑，80℃下水浴反應(yīng)30 min，乙酰水楊酸產(chǎn)率見表2。

表2　催化劑用量對(duì)產(chǎn)率的影響

由表2可以看出，當(dāng)催化劑用量小于0.75 g時(shí)，產(chǎn)率較低，原因是催化劑用量不足，部分原料沒(méi)有足夠多的催化劑進(jìn)行催化反應(yīng)；當(dāng)催化劑大于0.75 g時(shí)，產(chǎn)率增長(zhǎng)不明顯，為節(jié)省催化劑，所以選擇0.75 g 的催化劑用量比較合適。

2.3反應(yīng)時(shí)間的影響

在燒瓶加入水楊酸7.0 g，乙酸酐10.5 g，超強(qiáng)酸催化劑0.75 g，在80℃下水浴反應(yīng)不同時(shí)間，時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響見表3。

表3　反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響

由表3可以看出隨著反應(yīng)時(shí)間的增大，產(chǎn)率先增大后減小，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為45 min時(shí)，產(chǎn)率達(dá)到最大值。反應(yīng)時(shí)間小于45 min 時(shí)，反應(yīng)物還沒(méi)有充分反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間大于45 min時(shí)，可能副產(chǎn)物增多，導(dǎo)致產(chǎn)率下降，所以選擇45 min的反應(yīng)時(shí)間最好。

2.4反應(yīng)溫度的影響

在燒瓶加入水楊酸7.0 g，乙酸酐10.5 g，超強(qiáng)酸催化劑0.75 g，在不同溫度下水浴反應(yīng)45 min，時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響見表4。

表4　反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)率的影響

由表4可以看出，當(dāng)溫度為75℃時(shí)，產(chǎn)率達(dá)到最大值為86.8%，當(dāng)溫度低于或者高于75℃時(shí)，產(chǎn)率都會(huì)下降。原因可能是在當(dāng)溫度升高時(shí)，催化劑活性增強(qiáng)，而溫度太高時(shí)，催化劑活性也會(huì)下降同時(shí)伴有較多副產(chǎn)物生成。因此，選擇 75℃ 的反應(yīng)溫度比較合適。

2.5催化劑重復(fù)使用次數(shù)

在優(yōu)化好的條件下，重復(fù)使用過(guò)濾出來(lái)的催化劑，得到催化劑反復(fù)使用后的產(chǎn)品產(chǎn)率，如表5所示。由表5可以看出，隨著催化劑重復(fù)使用次數(shù)的增加產(chǎn)率會(huì)降低，在使用5次后產(chǎn)率降到75.2%，但還是比其它固體超強(qiáng)酸[9]的催化效果好。

表5　催化劑重復(fù)使用對(duì)產(chǎn)率的影響

3　結(jié)　論

(1)本研究的最佳合成條件為：在固定投加料水楊酸為7.0 g時(shí)，水楊酸和乙酸酐摩爾比為1:2.0，催化劑為0.75 g，反應(yīng)溫度為75℃，反應(yīng)時(shí)間為45 min，乙酰水楊酸產(chǎn)率達(dá)到86.8%。

[1]Vogel A I.A Textbook of Practical Organic Chemistry.4th ed[M].London:Longman Group Limited,1978：831-832.

[2]章思規(guī).精細(xì)有機(jī)化學(xué)品技術(shù)手冊(cè)(上冊(cè))[M].北京:科學(xué)出版社,1991:36.

[3]蘇桂發(fā)主編．有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M]．桂林:廣西師范大學(xué)出版社，2013:139-141.

[4]李繼忠,王俊梅,田曼.氨基磺酸催化合成乙酰水楊酸的研究[J].工業(yè)催化,2008,16(11):61-63.

[5]楊水金,王榮,程銀芳.二氧化硅負(fù)載硅鎢鉬酸催化合成乙酰水楊酸[J].化工中間體,2013,4(8):16-19.

[6]曹小華,王原平,雷艷虹,等.H6P2W18O62/MCM-41催化劑的制備、表征及其催化合成乙酰水楊酸[J].石油化工,2014,43(2):176-180.

[8]關(guān)燁第主編.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京:北京大學(xué)出版社,2002:190.

CHEN Sheng-yu,LI Li,ZHAO Dan-dan,SHI Bing-fang,XIAO Cai-ling,WEI Wei

(Guangxi Colleges and Universities Key Laboratory of Regional Ecological Environment Analysis and Pollution Control of West Guangxi,Baise University,Guangxi Baise 533000,China)

廣西教育廳科研一般項(xiàng)目(NO:201203YB170)；大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目(NO:201510609020、201510609045)。

陳盛余(1984-)，男，碩士，講師，從事有機(jī)合成和天然產(chǎn)物研究。

趙丹丹(1985-)，女，碩士，講師，從事有機(jī)合成與電化學(xué)研究。

O625.52

A

1001-9677(2016)04-0024-03