本人签名 日期 摘 要本文以水杨酸和乙酸酐为原料，在传统加热方法下，通过酯化反应制得阿司匹林。根据正交实验原理，本文分别利用浓硫酸、维生素C、苯甲酸钠为催化剂，催化合成乙酰水杨酸，然后通过实验数据比较分析，以乙酰水杨酸的产率为最终的标准，探讨在使用不同催化剂的条件下，对合成阿司匹林合成实验的影响。最终实验表明，在催化剂的使用剂量均是0.15克时，浓H₂SO₄作为催化剂反应条件下，最合适的实验条件为水杨酸和乙酸酐两原料量的比为1:4，最合适的反应温度为85℃；使用维生素C作为催化剂合成阿司匹林的实验中，最合适实验条件为水杨酸和乙酸酐两原料的量比为1:3，最合适的反应温度为75℃；使用苯甲酸钠作为催化剂合成阿司匹林的实验中，最合适条件为水杨酸和乙酸酐两原料的量比为12，最为合适的反应温度为65℃。通过实验和正交数据分析结果表明，合成过程中以苯甲酸钠为催化剂的话，其产率会比浓硫酸和维生素C的产率更高。在最合适的条件下，阿司匹林产率为可以达到83.43%。利用苯甲酸钠作为阿司匹林合成反应的催化剂，副反应较少，满足绿色环保理念。该实验条件具备低能耗、低成本的特点，符合绿色环保要求，能够为寻找新的合成研发技术提供新的思路。
目 录
1 前言 1
1.1 阿司匹林与应用 1
1.1.1 阿司匹林概述 1
1.1.2 阿司匹林的应用 1
1.1.3 阿司匹林药物效力动力学 1
1.2 合成阿司匹林的催化剂研究 1
1.2.1 酸性催化剂 2
1.2.2 碱性催化剂 3
1.2.3 绿色催化剂 3
1.2.4 其他催化剂 4
1.3 研究目的和意义 5
1.4 研究方法 5
2 实验材料与方法 7
2.1 实验仪器和试剂 7
2.2 实验原理 7
2.3 实验方法 7
2.3.1 实验方法 7
3 实验方案设计 9
3.1 具体实验步骤 9
3.2 不同催化剂的催化实验方法 9
3.3 正交试验影响因素的选择 10 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072* 

3.3.1 浓H₂SO₄作催化剂 10
3.3.2 维生素C作催化剂 10
3.3.3 苯甲酸钠作催化剂 10
4 实验结果与分析 13
4.1 浓H₂SO₄条件下的正交数据与分析 13
4.2 维生素C条件下的正交数据与分析 14
4.3 苯甲酸钠条件下的正交数据与分析 15
总 结 17
参考文献 18
致 谢 20
1 前言
1.1 阿司匹林与应用
1.1.1 阿司匹林概述
阿司匹林，学名2乙酰氧基苯甲酸，又被称为乙酰水杨酸。阿司匹林外表呈白色结晶状粉末[1]。无臭味，因为纯度的原因，有的略微带有醋酸臭味。阿司匹林结晶不易溶于水，易溶于乙醇，乙醚、氯仿等。其水溶液呈酸性。阿司匹林临床上常用于治疗退热镇痛，对于风湿类疾病也有所使用。通过近百年的临床应用和研究，研究人员发现阿司匹林还对减缓中轻度疼痛有较好的疗效，用于发热类病症，有解热抗炎的功效[2]。
1.1.2 阿司匹林的应用
到目前为止，阿司匹林已成为医药史上的三大经典药物之一[3]。阿司匹林的解热镇痛和抗炎两个基础药效普遍地被应用。
阿司匹林被发现于1899年3月，在最开始应用于解热镇痛。但是在近年的研究发现，在预防治疗心血管类病症中，阿司匹林也能起到不错的效果。阿司匹林可以抑血小板的汇集，从而有效地降低血栓的形成，所以其在临床应用中，可以在短时间内抑制脑缺血的发作。阿司匹林可以有效阻止心肌梗死、以及静脉瘘等手术时预防血栓形成。另外，口服阿司匹林也可以降低胆囊再次结石的概率,使白内障的罹患概率减少70%。除此之外，阿司匹林在预防某些癌症上面也有很好的功效[4]。
1.1.3 阿司匹林药物效力动力学
阿司匹林能够消炎镇痛，是因为它能够阻止前列腺素的合成，从而可以使机体对机械性痛觉不敏感。另外，阿司匹林可以阻止组胺类物质的产生，有效的治疗炎症，缓解疼痛感，也有解热抗风湿的药效。阿司匹林的药物作用方式已经被研究的较为清楚，在各种临床试验上都被有效证明且有不错的效果。
1.2 合成阿司匹林的催化剂研究
阿司匹林的合成机理是，在醋酐的酰化作用下，将水杨酸酰化，使得水杨酸上的羟基基团变成酯基团，从而制备出阿司匹林[5]。传统的催化剂是酸性催化剂，例如浓硫酸。虽然使用较多，但是其缺点明显。例如：1)产品得率不高(65%～70%)，实验设备腐蚀破坏严重。2)操作条件较为苛刻，具有一定的危险性。浓硫酸的强氧化性,使得反应过程中催化剂的加入量和加入速度都要被严格的控制。3)后续的干燥步骤中容易使粗产品因为残留的硫酸，而被氧化损失，使得产品的质量不好[6]。因为上述种种原因，为了进一步提高阿司匹林的产率，研究人员致力于寻找一类能够替代浓硫酸的新型催化剂。不仅具有较高的催化效率，而且对环境友好，对操作设备求不高，符合环保的理念。该研究方向也已成为近年来合成阿司匹林工艺的方向。
查阅文献可知，替代浓硫酸的新型催化剂根据性质不同，可大致分为酸性催化剂、无水醋酸钠、碳酸钠等碱性催化剂，以及碘、对氨基苯甲酸等其他类型催化剂、绿色型催化剂[7]。在一般合成方法下,通过实验分析得出反应时间更短、产品的纯度越高等，产率更高的催化剂[8]，其中维生素C作为催化剂使用，就是基于其对实验仪器腐蚀程度较小，相对环保的思想而得以实际的应用，用正交试验法分析阿司匹林合成的最优条件和选择合适催化剂也是比较常用的分析方法。其中，催化剂的类别、反应物的摩尔质量比、温度等条件都会显著影响阿司匹林的合成实验，因此常常把上述几个条件作为考察因素，来设计实验。
1.2.1 酸性催化剂
酸性催化剂的发展是基于浓硫酸而发展得来，常用酸性催化剂的研究现状如表1.1所示。酸性催化剂作为合成阿司匹林的一种传统类型催化剂，其优点是价格相对便宜，其缺点是因其酸性催化剂有强腐蚀性和强氧化性的特点，实验操作的危险性较大，最终的产品中会掺杂许多酯聚合类型的副产物。有研究人员用酸性无机盐作为催化剂来合成阿司匹林，分别是NaH2PO4,NaHSO4,其时长在30min，反应的温度为75℃,最终的产率分别是76%与87%。对设备的腐蚀较轻的酸性无机盐较温和,所用剂量少,因其呈固相形式存在反应过程中,所以可以容易的从产品中分离出来。酸性膨润土也属于酸性催化剂，其有二维通道与大孔分子筛的特性[8]。酸性膨润土必须通过制备才可得到，但是酸性膨润土经过酸处理之后，酯化反应的收率高，最终的产品阿司匹林也容易分离，也是通过加热过滤就能完成，并且酸性膨润土经过干燥、再净化处理、活化,能多次使用,对污染环境小,算得上是一种较为绿色环保型的催化剂。
表1.1酸性催化剂研究现状表
常用催化剂
酸性催化剂包括路易斯酸、固体酸、有机酸、酸性无机盐、酸性膨润土、对甲苯磺酸等固体有机酸。

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