贝诺酯实验小结

贝诺酯合成优化设计实验小结

一、酰氯化反应过程

阿司匹林18g+氯化亚砜12ml+吡啶4滴，搅拌加热反应三小时，加12ml丙酮溶解密封保存。

酰氯很活泼极易与水反应，所以实验要求在无水条件下操作。仪器洗净放入干燥箱干燥，第一次使用水浴加热，实验失败，出现白色固体而非液体，判断：因为水蒸气进入了反应体系。改用电热套加热装置，缺点不好控温，必须时刻照看着使温度计保持在70-75℃。＞80℃时，酰氯溶液会变红色，可以稍撤离电源，调低温度使下降。

反应完毕后，冷却至60℃，减压抽除气体直到温度下降至45℃左右，将所得的酰氯溶液加入丙酮12ml密封保存。第一次得到的酰氯丙酮溶液，放置一晚上后发现有固体结块现象。讨论分析后得出结论：减压抽除气体的时间不宜过长，容易使溶液沸点降低，析出晶体。之后的第一步实验情况一直很顺利，因为酰氯活性强，得到的黄色酰氯丙酮溶液经常会变成绿色，一段时间后又恢复成黄色，也有可能是机械搅拌过程中带入了铁离子的缘故。

二、酯化反应过程

扑热息痛4.3g+水25ml+15%NaOH溶液9ml，慢慢滴加酰氯丙酮溶液8ml，调节PH至10，水浴控温20-25℃，强力搅拌两小时，抽滤得粗品。

经多次试验证明，酯化过程中直接常温水浴也可以进行反应，对产率无大的影响。

初始几次的扑热息痛溶解过程，效果都很不理想，溶液总是呈灰色不透明，试验多次后发现：在加入NaOH溶液的瞬间，扑热息痛就立刻溶解成透明状，此时应立马加酰氯溶液开始酯化反应，不然在搅拌下扑热息痛的碱液就会变成灰色不透明状，不利于下一步酯化。

前两周的试验中，酯化过程的溶液颜色土黄且黏性特别大，抽滤时没有典型的固体析出现象，每次抽滤都要花费将近一天的时间，分析：贝诺酯呈胶状，堵塞了滤纸孔，故难抽滤。措施：下次可以将成品先静置一夜，倾去上清液后再抽滤，或者可以加少量的乙醇。但是第二次静置一晚上后并无明显的上清液可以倒出，抽滤效果依然很差，之后用红外灯一边烘干一边抽滤也很难，且会散发出刺鼻的气味，这是氯化亚砜残留的特征。重复酯化试验多次，将各个步骤都完善化，但仍是难以抽滤，勉强抽滤烘干后得到的粗品也与理想情况不符，不是白色或黄色的粉末，而是灰色的强粘性固体，一直未得到优良粗品。讨论：抽滤时不用水洗涤，改用乙醚，或许可以降低黏性。改进方法后将酯化产品进行抽滤，用乙醚洗涤至中性，黏性有所下降，但效果依然不理想。

图1：静置后的酯化溶液，无分层，起泡

图2：丙酮作溶剂时，难抽滤，强粘性

图3：勉强抽滤烘干后得到的粗品，灰色结块，不是粉末状

图4：扑热息痛碱液，搅拌后灰色不透明

查找相关文献资料，放弃丙酮，改用甲苯做酰氯溶剂，同时注意之前操作中遇到的问题，逐步改进方法，加入NaOH溶液后迅速强力搅拌使扑热息痛溶解成透明状。此次发现，酯化过程中明显析出固体，颜色由浅黄变白，且抽滤效果

很好。因此我们在贝诺酯的合成工艺中，对溶剂系统进行改进。以正交设计方法设计实验，以苯、甲苯和二甲苯作为溶剂体系，NaOH溶液不同浓度（5%、10%、15%）探索包括其他因素在内的最佳实验条件。

三、薄层检验

在酯化过程中，分别在反应20min、40min、60min、80min时取样做薄层检验，判断最佳反应时间，三个样点：扑热息痛、阿司匹林、样点。（扑热息痛和阿司匹林用乙醇溶解即可）

图5：5%NaOH，苯作溶剂时酯化反应过程的薄层检验图，四块板分别为四个时间段的取样检验结果。

图6：10%NaOH，苯作溶剂时酯化反应过程的薄层检验图

图7：15%NaOH，苯作溶剂时酯化反应过程的薄层检验图

现象：薄层中贝诺酯理应当会出现第三个不同于原料扑热息痛与阿司匹林的成品点，与阿司匹林对齐的点能隐约察觉到有第三个点的出现，只是不明显。

分析：贝诺酯的成品转化率不高，纯度不高，或者是因为薄层板太短，没有足够

的距离让点展开。

在重复的五次判断最佳反应时间的薄层检验后，发现展开结果都相差不多。

为判断所得成品是否为贝诺酯及判断其纯度，将九个贝诺酯粗品在三种展开剂中进行薄层检验，每块板上有两个样点：

图8：使用贝诺酯展开剂（二氯甲烷80：乙醚15：冰醋酸4） 每块板上有两个样点，将板编号①②③

① 5%NaOH、苯溶剂的粗品+5% NaOH、二甲苯的粗品 ② 10%NaOH、二甲苯溶剂的粗品+10%NaOH、甲苯的粗品 ③ 15%NaOH、甲苯溶剂的粗品+15% NaOH、二甲苯的粗品

图9：使用阿司匹林展开剂（苯120：乙醚60：冰醋酸18：甲醇1） 每块板上有两个点，将板编号④⑤⑥

④ 5%NaOH、苯溶剂的粗品+5% NaOH、二甲苯的粗品 ⑤ 10%NaOH、二甲苯溶剂的粗品+10% NaOH、甲苯的粗品 ⑥ 15%NaOH、甲苯溶剂的粗品+15% NaOH、二甲苯的粗品 备注：用扑热息痛作为展开剂的薄层检验结果图丢失！ 现象：使用15%NaOH反应得到的粗品的薄层检验中均为单一斑点，而5%、10%中的均有两个斑点，说明使用15%NaOH得到的贝诺酯纯度更高。10%NaOH+二甲苯做溶剂时的成品纯度次之。

四、其他鉴别实验

取15%NaOH、甲苯为溶剂时的粗品做以下鉴别试验：

1、扑热息痛+氯化铁溶液会显蓝紫色（下图左烧杯），样品+氯化铁溶液无

显色反应（下图右烧杯）；

2、扑热息痛溶于乙醇，贝诺酯只能溶于热乙醇。

实验现象：样品不溶于乙醇，加热后会溶解

3、测熔点，阿司匹林135℃，贝诺酯174℃，扑热息痛169-171℃

实验现象：样品在169-174℃左右熔融

结论：实验所得的成品确定为贝诺酯，无扑热息痛和阿司匹林的原料杂质。

五、数据结果处理

表1 因素水平表 因素A 因素B 因素C 水平 NaOH溶液浓度(%) 溶剂种类 反应时间(h) 1 5% 苯 1 2 10% 甲苯 2 3 15% 二甲苯 3

试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 K2 K3 k1 k2 k3 极差R 主次顺序 优水平 优组合 表2 贝诺酯合成的正交实验 因素 评价指标 A B C 产物产量(g) 1 1 1 5.20 1 1 2 2 2 3 3 3 21.05 21.53 19.85 7.02 7.18 6.62 0.56 A2 2 3 1 2 3 1 2 3 21.4 19.93 21.1 7.13 6. 7.03 0.49 C＞A＞B B1 A2 B1 C2 C2 2 3 2 3 1 1 3 2 20.1 22.65 19.68 6.70 7.55 6.56 0.99 8.05 7.80 8.10 6.63 6.80 8.10 5.25 6.50

最佳实验条件：10%NaOH溶液+苯作溶剂+2h反应时间