情境阿司匹林的合成课件优秀课件.ppt

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1、情境阿司匹林的合成课件第1页，本讲稿共75页1.1.阿司匹林概述阿司匹林概述 阿斯匹林（或阿司匹林）是医疗上一种常见的非处方药，它的学名叫乙酰水杨酸。1899年，德国化学家拜尔创立了以工业方法制造阿斯匹林的工艺，大量生产阿斯匹林，畅销全球。至今，阿斯匹林仍是人类常用的一种使用广泛、疗效肯定的具有解热和镇痛等作用的药物，是当今具有解热镇痛作用的三种最常用的药物（即阿斯匹林、扑热息痛、布洛芬）之一。复方阿斯匹林由阿斯匹林、非那西汀和咖啡因三种药物组成。因为这三种药的拉丁文字头分别为A、P、C，所以又叫APC。阿斯匹林在人体内有抗凝血、消炎、解热等作用，此外在农业上也具有多种用途。第2页，本讲稿共7

2、5页表表12-1 12-1 产产品开品开发项发项目任目任务书务书注：一式三注：一式三联联。一。一联联技技术总监术总监留存，一留存，一联联交技交技术术部部经经理，一理，一联联交交项项目目负责负责人。人。编号：XXXXXX项目名称内容技术要求执行标准专业指标理化指标开发阿斯匹林（乙酰水杨酸）药品 开发阿斯匹林（乙酰水杨酸）实验室规模的合成方案，包括合成路线、原料的选择、工艺路线的设计及选择、产品的精制、检测、三废处理等通用名：阿司匹林片化学名称：2-（乙酰氧基）苯甲酸英文名称：2-（Acetyloxy）benzoic acid 学名：乙酰水杨酸CAS号：50-78-2分子式：C9H8O4 分子量：

3、180.16优级品纯度：99外观：白色结晶或结晶性粉末熔点：135140溶解性：能溶于乙醇、乙醚和氯仿，微溶于水，在氢氧化碱溶液或碳酸碱溶液中能溶解，但同时分解稳定性：在干燥空气中稳定，在潮湿空气中缓缓水解成水杨酸和乙酸标准编号WS1-XG-031-2001市场服务对象XXX化工厂公司进度要求12周项目负责人（学生小组组长）开发人员（学生小组成员1）（学生小组成员2）（学生小组成员3）下达任务人（教师）（技术部经理）日期：（课程开发组）（技术总监）日期：2、阿司匹林合成任务书解读、阿司匹林合成任务书解读第3页，本讲稿共75页5.2 合成阿司匹林的工作任务分析合成阿司匹林的工作任务分析 1.阿斯

4、匹林的分子结构分析阿斯匹林的分子结构分析 2.阿斯匹林合成路线设计阿斯匹林合成路线设计3.文献中常见的阿斯匹林的合成方法文献中常见的阿斯匹林的合成方法 4.阿司匹林合成过程单元反应及其控制分析阿司匹林合成过程单元反应及其控制分析 第4页，本讲稿共75页1.阿斯匹林的分子结构分析阿斯匹林的分子结构分析 结构式如下：分子基本结构为邻位取代的苯甲酸结构，在羧基的邻位是乙酰化的羟基（即乙酰氧基）。可对水杨酸（邻羟基苯甲酸）中的酚羟基进行O-酰化得到。第5页，本讲稿共75页2.阿斯匹林合成路线设计阿斯匹林合成路线设计 逆向合成设计如下：FGI水杨酸的逆向合成设计则有如下多种路线 第6页，本讲稿共75页(

5、Z为羟基的一种保护基)(最简单的逆向切断)第7页，本讲稿共75页阿斯匹林的合成路线阿斯匹林的合成路线羧化羧化酰化酰化第8页，本讲稿共75页3.文献中常见的阿斯匹林的合成方法文献中常见的阿斯匹林的合成方法目前乙酰水杨酸的生产的合成路线主要以苯酚为原料，经目前乙酰水杨酸的生产的合成路线主要以苯酚为原料，经二氧化碳的羧化反应，生成水杨酸，经升华后得到升华水二氧化碳的羧化反应，生成水杨酸，经升华后得到升华水杨酸，再采用酰化法，将水杨酸和酰化剂进行酰化反应，杨酸，再采用酰化法，将水杨酸和酰化剂进行酰化反应，最终得到乙酰水杨酸，即阿斯匹林。最终得到乙酰水杨酸，即阿斯匹林。第9页，本讲稿共75页5.3阿司匹

6、林合成过程单元反应及其控制分析阿司匹林合成过程单元反应及其控制分析 1.1.苯酚羧化反应过程及其控制苯酚羧化反应过程及其控制苯酚羧化反应过程及其控制苯酚羧化反应过程及其控制2.2.水杨酸的乙酰化反应及其控制水杨酸的乙酰化反应及其控制水杨酸的乙酰化反应及其控制水杨酸的乙酰化反应及其控制 第10页，本讲稿共75页1.苯酚羧化反应过程及其控制苯酚羧化反应过程及其控制(1)CO2与苯酚的羧化反应及其历程(2)羧化反应的影响因素(3)羧化反应监控第11页，本讲稿共75页(1)CO2与苯酚的羧化反应及其历程与苯酚的羧化反应又称Kolbe-Schmitt 反应。反应式如下：苯酚首先与碱反应形成苯酚钠，然后再

7、与苯酚首先与碱反应形成苯酚钠，然后再与CO2在一定压力、温度条件在一定压力、温度条件下发生亲核加成，形成水杨酸的钠盐，最后酸化成水杨酸。下发生亲核加成，形成水杨酸的钠盐，最后酸化成水杨酸。第12页，本讲稿共75页其反应历程如下其反应历程如下:酚羟基首先与碱作用形成酚氧负离子，酚氧负离子发生烯醇式向酮式转变，而使酚羟酚羟基首先与碱作用形成酚氧负离子，酚氧负离子发生烯醇式向酮式转变，而使酚羟基的邻位形成碳负离子，此碳负离子与基的邻位形成碳负离子，此碳负离子与CO2发生亲核加成反应，并发生负电荷转发生亲核加成反应，并发生负电荷转移，形成羧基负离子，原负碳离子再由酮式向烯醇式转变，并发生质子迁移，形成

8、羧基负离子，原负碳离子再由酮式向烯醇式转变，并发生质子迁移，重新形成酚羟基，羧基负离子从溶剂中获得质子变成羧基。整个转变移，重新形成酚羟基，羧基负离子从溶剂中获得质子变成羧基。整个转变过程中，碱金属离子起到空间定位的作用，对固定过程中，碱金属离子起到空间定位的作用，对固定CO2的空间位置非常关键。的空间位置非常关键。第13页，本讲稿共75页(2)羧化反应的影响因素 苯酚的反应性质 压力和温度的影响碱金属的影响 水的影响 溶剂的影响 副反应 第14页，本讲稿共75页苯酚的反应性质 苯酚（苯酚（C6H6OC6H6O，PhOHPhOH），又名石炭酸、羟基苯，是最简单的酚类有），又名石炭酸、羟基苯，是

9、最简单的酚类有机物，一种弱酸。熔点（机物，一种弱酸。熔点（）：）：42424343，沸点（，沸点（）：）：182182，常，常温下为一种无色晶体，有毒，有腐蚀性，常温下微溶于水，温下为一种无色晶体，有毒，有腐蚀性，常温下微溶于水，易溶于有机溶液；当温度高于易溶于有机溶液；当温度高于6565时，能跟水以任意比例互溶，时，能跟水以任意比例互溶，其溶液沾到皮肤上用酒精洗涤。暴露在空气中呈粉红色。其溶液沾到皮肤上用酒精洗涤。暴露在空气中呈粉红色。苯酚的酚羟基可以增强邻位（及对位）碳原子的亲核能力。苯酚的酚羟基可以增强邻位（及对位）碳原子的亲核能力。苯环上没有其他取代基，因此空间位阻较小，有利于亲核反苯

10、环上没有其他取代基，因此空间位阻较小，有利于亲核反应的进行，但如果反应条件控制不好，也能发生对位的羧化，应的进行，但如果反应条件控制不好，也能发生对位的羧化，或者二元羧化。或者二元羧化。如果酚环上连有邻对位定位基，则可使酚的羧化得到高的产率；而当如果酚环上连有邻对位定位基，则可使酚的羧化得到高的产率；而当酚环上连有间位定位基时，在某些情况下则不能发生羧化反应，如硝酚环上连有间位定位基时，在某些情况下则不能发生羧化反应，如硝基酚的异构体均未能得到羧化产物。基酚的异构体均未能得到羧化产物。第15页，本讲稿共75页压力和温度的影响 苯酚羧化时，控制反应温度苯酚羧化时，控制反应温度140140，则压力

11、在，则压力在3.033.034.04 104.04 105 5PaPa以上变化时，对产率的影响不大。但在某些情况下，增加二以上变化时，对产率的影响不大。但在某些情况下，增加二氧化碳的压力可加快反应速度，因而能在给定时间内增加产氧化碳的压力可加快反应速度，因而能在给定时间内增加产率。在高温下增加压力，还会导致二元羧化产物的增加。率。在高温下增加压力，还会导致二元羧化产物的增加。与压力相比，温度对羧化反应的影响要大得多，它不但影响反应与压力相比，温度对羧化反应的影响要大得多，它不但影响反应速率，还要影响羧化反应的位置。温度升高会导致对位异构体的速率，还要影响羧化反应的位置。温度升高会导致对位异构体

12、的增加和二元羧化产物的增加。研究表明，羧化反应的温度对产物增加和二元羧化产物的增加。研究表明，羧化反应的温度对产物的生成有较大的影响，当反应温度低于的生成有较大的影响，当反应温度低于130130时，主要生成对位羧时，主要生成对位羧酸，当温度高于酸，当温度高于220220时主要生成二羧基化合物，当温度在时主要生成二羧基化合物，当温度在130220130220主要产物则为邻位羧酸。主要产物则为邻位羧酸。第16页，本讲稿共75页碱金属的影响 为保护酚羟基，羧化反应时需先进行苯酚与苛性碱的成为保护酚羟基，羧化反应时需先进行苯酚与苛性碱的成盐反应而形成酚盐。碱金属对羧化反应的位置有很大影盐反应而形成酚盐

13、。碱金属对羧化反应的位置有很大影响，例如，在可比较的条件下，酚钠羧化得到水杨酸，响，例如，在可比较的条件下，酚钠羧化得到水杨酸，而酚钾则得到对位羧化产物（而酚钾则得到对位羧化产物（SASA）和二元羧化产物）和二元羧化产物（POBPOB）的混合物。）的混合物。第17页，本讲稿共75页水的影响水的影响 一般来说，水对酚的羧化有抑制作用，故在羧化反应中如使一般来说，水对酚的羧化有抑制作用，故在羧化反应中如使用潮湿的酚盐或含水的二氧化碳，均会导致产率下降。其原用潮湿的酚盐或含水的二氧化碳，均会导致产率下降。其原因可能是由于水与酚钠生成螯环的倾向比二氧化碳大，因而因可能是由于水与酚钠生成螯环的倾向比二氧

14、化碳大，因而阻止了二氧化碳与酚钠形成螯环中间体；而且当水存在时也阻止了二氧化碳与酚钠形成螯环中间体；而且当水存在时也会发生酚钠的水解，这时通入二氧化碳，即生成了游离酚和会发生酚钠的水解，这时通入二氧化碳，即生成了游离酚和碳酸氢钠。碳酸氢钠。第18页，本讲稿共75页溶剂的影响 如果在反应体系中加入溶剂，则可以利用搅拌使得固体反如果在反应体系中加入溶剂，则可以利用搅拌使得固体反应物悬浮而促进反应的进行。由于羧化反应温度较高，故应物悬浮而促进反应的进行。由于羧化反应温度较高，故溶剂的沸点首先要能满足反应的要求，其次要求溶剂对反溶剂的沸点首先要能满足反应的要求，其次要求溶剂对反应无不利的影响。资料表明

15、，反应体系可采用烷基苯、沸应无不利的影响。资料表明，反应体系可采用烷基苯、沸程为程为200200360360的煤油或氢化三联苯为溶剂。从的煤油或氢化三联苯为溶剂。从原料来源的方便性考虑，建议选择煤油作为反应的原料来源的方便性考虑，建议选择煤油作为反应的溶剂。溶剂。第19页，本讲稿共75页副反应副反应 主要是生成二元羧化产物(邻位和对位羧化）。第20页，本讲稿共75页（3）反应的监控根据羧化反应的影响因素，如何设计反应的参数条件？如何设计反应的监控方案？完成合成任务单1.1。第21页，本讲稿共75页2.水杨酸的乙酰化反应及其控制水杨酸的乙酰化反应及其控制1酰化反应和酰化反应试剂2酰化反应的机理3

16、水杨酸的乙酰化反应的影响因素 4乙酰化反应的监控第22页，本讲稿共75页（1）酰化反应和酰化反应试剂酰化反应酰化反应:在有机化合物分子中的氧、氮、碳、硫等原子上引入酰在有机化合物分子中的氧、氮、碳、硫等原子上引入酰基的反应称为酰化反应。酰化反应可用下列通式表示：基的反应称为酰化反应。酰化反应可用下列通式表示：式中的式中的RCOZ为酰化剂，为酰化剂，Z代表代表X、OCOR、OH、OR、NHR等。等。GH为被酰化为被酰化物 最常用的酰化剂第23页，本讲稿共75页常用的酰化剂 羧酸羧酸 例如甲酸、乙酸、草酸等。例如甲酸、乙酸、草酸等。酸酐酸酐 例如乙酐、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、例如乙酐、顺丁烯二

17、酸酐、邻苯二甲酸酐、1,8-1,8-萘萘-2-2甲酸甲酸酐以及二氧化碳酐以及二氧化碳(碳酸酐碳酸酐)和一氧化碳和一氧化碳(甲酸酐甲酸酐)等。等。酰氯酰氯 例如光气例如光气(碳酸二酰氯碳酸二酰氯)、乙酰氯、苯甲酰氯、苯磺酰氯、三、乙酰氯、苯甲酰氯、苯磺酰氯、三聚氯氰、三氯化磷、三氯氧磷等。某些酰氯不易制成工业品，这时可聚氯氰、三氯化磷、三氯氧磷等。某些酰氯不易制成工业品，这时可用羧酸和三氯化磷成亚硫酰氯在无水介质中作酰化剂。用羧酸和三氯化磷成亚硫酰氯在无水介质中作酰化剂。羧酸酯羧酸酯 例如氯乙酸乙酯、乙酰乙酸乙酯等。例如氯乙酸乙酯、乙酰乙酸乙酯等。酰胺酰胺 例如尿素。例如尿素。N,N-N,N-二

18、甲基甲酰胺等。二甲基甲酰胺等。其它其它 例如双乙烯酮、二硫化碳等。例如双乙烯酮、二硫化碳等。第24页，本讲稿共75页不同酰化剂酰化能力比较酰化剂的反应活性取决于酰基碳上部分正电荷的大小，酰化剂的反应活性取决于酰基碳上部分正电荷的大小，正电荷越大，反应活性越强。正电荷越大，反应活性越强。R R相同的羧酸衍生物，离相同的羧酸衍生物，离去基团去基团Z Z的吸电能力越强，酰基碳上部分正电荷越大。的吸电能力越强，酰基碳上部分正电荷越大。所以反应活性：所以反应活性：酰氯酸酐酸酰氯酸酐酸芳香族羧酸由于芳环的共轭效应，使酰基碳上部分正芳香族羧酸由于芳环的共轭效应，使酰基碳上部分正电荷被减弱。当离去基团电荷被减

19、弱。当离去基团Z Z相同，脂肪羧酸的反应活相同，脂肪羧酸的反应活性大于芳香羧酸，高碳羧酸的反应活性低于低碳羧性大于芳香羧酸，高碳羧酸的反应活性低于低碳羧酸。酸。第25页，本讲稿共75页酰化反应的机理酰化反应是酰基上的亲核取代反应，机理如下：酰化反应是酰基上的亲核取代反应，机理如下：反应是分步完成的：先亲核加成，后消除，最终生成取代产物。水杨酸的酰化反应是分步完成的：先亲核加成，后消除，最终生成取代产物。水杨酸的酰化反应机理与上述机理相同。反应机理与上述机理相同。第26页，本讲稿共75页（3）水杨酸的乙酰化反应的影响因素水杨酸的反应性质水杨酸的反应性质 乙酸酐的反应性质乙酸酐的反应性质催化剂及用

20、量催化剂及用量反应温度反应温度 反应物料的配料比反应物料的配料比 水分的影响水分的影响 传质的影响传质的影响 副反应副反应第27页，本讲稿共75页水杨酸的反应性质水杨酸为白色结晶性粉末，无臭，味先微苦后转辛。水杨酸为白色结晶性粉末，无臭，味先微苦后转辛。熔点熔点157-159157-159,在光照下逐渐变色。相对密度在光照下逐渐变色。相对密度1.441.44。沸点约沸点约211211/2.67kPa/2.67kPa。7676升华。常压下急剧加热分升华。常压下急剧加热分解为苯酚和二氧化碳。解为苯酚和二氧化碳。水杨酸参与乙酰化时提供的是酚羟基。由于苯环的影响，水杨酸参与乙酰化时提供的是酚羟基。由于

21、苯环的影响，酚羟基氧原子上电子云密度较一般的醇羟基氧为低，因酚羟基氧原子上电子云密度较一般的醇羟基氧为低，因此酚羟基氧亲核能力相对较弱。另外，苯环上由于羧基此酚羟基氧亲核能力相对较弱。另外，苯环上由于羧基是吸电子基团，进一步降低了酚羟基的反应活性。是吸电子基团，进一步降低了酚羟基的反应活性。第28页，本讲稿共75页乙酸酐的反应性质 乙酸酐无色透明液体，有刺激性气味（类似乙酸），其蒸气为催泪毒气。熔点：-73.1，沸点：138.6。相对密度(水=1)1.08；相对密度(空气=1)3.52。溶于苯、乙醇、乙醚；稍溶于水。性质较稳定。乙酸酐是较强的乙酰化试剂，反应活性大，且反应无水生成，因此反应不可

22、逆。第29页，本讲稿共75页催化剂及用量 采用酸酐酰化时，为了加快反应速率，可用酸性或碱性催化剂进行催化。酸性催化剂如硫酸、高氯酸、氯化锌、三氯化铁、对甲苯磺酸等；碱性催化剂如吡啶、无水乙酸钠及二甲基苯胺等。酸性催化剂的作用比碱性催化剂的强。目前工业上使用最多的是浓硫酸。用量为反应物的13（质量比）。参见情境2。第30页，本讲稿共75页反应温度 乙酰化反应的温度一般控制在2090。温度升高，可使主反应加快，而副反应的速度也加快。但温度过高时，副反应的种类和数量将急剧上升。第31页，本讲稿共75页反应物料的配料比 从反应计量系数上看，水杨酸与乙酸酐的摩尔比应为11，但为了使水杨酸充分转化，应使乙

23、酸酐过量10%以上。第32页，本讲稿共75页传质的影响 由于水杨酸溶解于乙酸酐中，故反应是均相体系，传质对反应影响不太大。反应物量少时，只需摇匀即可。反应物量多时，适当搅拌对反应有利。第33页，本讲稿共75页水分的影响 反应条件下，水分会使乙酐水解成乙酸，故酰化反应合成阿斯匹林的过程要求无水操作，即使有少量的水分也会对反应结果产生很大的影响。第34页，本讲稿共75页副反应在酰化过程中常有副产物的生成，如水杨酰水杨酸、乙酰水杨酰水杨酸、乙酰水杨酸酐等。第35页，本讲稿共75页（4）乙酰化反应的监控根据乙酰化反应的影响因素，如何设计反应的参数条件？如何设计反应的监控方案？完成合成任务单2.3。第3

24、6页，本讲稿共75页 5.4阿司匹林合成中产物分离、精制、阿司匹林合成中产物分离、精制、检测方法检测方法 羧化反应终点时反应物的后处理羧化反应终点时反应物的后处理 酰化反应结束时反应物的后处理酰化反应结束时反应物的后处理 阿司匹林的纯化精制阿司匹林的纯化精制 阿斯匹林合成产物的检测与鉴定阿斯匹林合成产物的检测与鉴定 第37页，本讲稿共75页1.羧化反应终点时反应物的后处理羧化反应终点时反应物的后处理 羧化反应终点时体系的组成及其状态羧化反应终点时体系分离策略 反应物分离流程 水杨酸的纯化精制 第38页，本讲稿共75页羧化反应终点时体系的组成及其状态 羧化反应结束后，体系为非均相悬浮混合体系，溶

25、剂中固体悬浮物主要是产物水杨酸单钠盐、二钠盐及少量未反应的酚钠等。另外，溶剂中还溶解一定量未反应的酚。第39页，本讲稿共75页羧化反应终点时体系分离策略悬浮物可以直接过滤出来。由于水杨酸单钠盐能溶于悬浮物可以直接过滤出来。由于水杨酸单钠盐能溶于水，反应结束后加水溶解，单钠盐等进入水相并形成水，反应结束后加水溶解，单钠盐等进入水相并形成溶液。体系分液后分出下层水层，酸化，将单钠盐转溶液。体系分液后分出下层水层，酸化，将单钠盐转化为水杨酸。水杨酸微溶于水，故从溶液中析出。冷化为水杨酸。水杨酸微溶于水，故从溶液中析出。冷却结晶，过滤即得到产物水杨酸粗品。却结晶，过滤即得到产物水杨酸粗品。酚类物质处理

26、过程中易产生有色物质，需要进行脱色酚类物质处理过程中易产生有色物质，需要进行脱色处理。应考虑在结晶前进行脱色，这样结晶时就可避处理。应考虑在结晶前进行脱色，这样结晶时就可避免有色物质随结晶析出。为尽可能脱除有色物质，应免有色物质随结晶析出。为尽可能脱除有色物质，应控制在微酸性介质中脱色。控制在微酸性介质中脱色。第40页，本讲稿共75页反应物分离流程第41页，本讲稿共75页水杨酸的纯化精制 可以利用水杨酸在76即升华的性质进行精制。装置 第42页，本讲稿共75页2.酰化反应结束时反应物的后处理酰化反应结束时反应物的后处理酰化反应终点时体系的组成及其状态酰化反应终点时体系分离策略 反应物分离流程

27、第43页，本讲稿共75页酰化反应终点时体系的组成及其状态体系主要由乙酰水杨酸、乙酸、过量的乙酸酐、少量浓硫酸及副产物组成，体系为均相体系。第44页，本讲稿共75页酰化反应终点时体系分离策略 由于反应物中乙酰水杨酸不溶于水，而其物质均能溶由于反应物中乙酰水杨酸不溶于水，而其物质均能溶于水，故可以加水的办法使得乙酰水杨酸沉淀析出。于水，故可以加水的办法使得乙酰水杨酸沉淀析出。考虑到加水时会造成剩余的乙酸酐水解放热以及浓硫考虑到加水时会造成剩余的乙酸酐水解放热以及浓硫酸稀释时产生大量的热量，故加水前应将反应物用冰酸稀释时产生大量的热量，故加水前应将反应物用冰水充分冷却，否则在酸性介质中易造成产物的水

28、解。水充分冷却，否则在酸性介质中易造成产物的水解。最好加入冰水。最好加入冰水。产物结晶沉淀后，可用过滤的方法分离出来。产物结晶沉淀后，可用过滤的方法分离出来。第45页，本讲稿共75页反应物分离流程第46页，本讲稿共75页3.阿司匹林的纯化精制阿司匹林的纯化精制 重结晶纯化重结晶纯化 可用甲苯结晶可用甲苯结晶2 2次，再用环己烷洗涤，于次，再用环己烷洗涤，于6060真空干燥数小时。真空干燥数小时。亦可用异丙醇，乙醚亦可用异丙醇，乙醚/石油醚（石油醚（b b60609090）重结晶。重结晶的操）重结晶。重结晶的操作参见附录。作参见附录。化学法纯化化学法纯化 粗品乙酰水杨酸可用碱处理，将产物变为钠盐

29、溶解，然后粗品乙酰水杨酸可用碱处理，将产物变为钠盐溶解，然后再加酸还原析出即可达到精制的目的。再加酸还原析出即可达到精制的目的。因乙酰基能被强碱水解，故应选用弱碱，如因乙酰基能被强碱水解，故应选用弱碱，如NaHCO3NaHCO3。酸化时。酸化时可用浓盐酸酸化，这样可以避免过多的水带入。可用浓盐酸酸化，这样可以避免过多的水带入。第47页，本讲稿共75页4.阿斯匹林合成产物的检测与鉴定阿斯匹林合成产物的检测与鉴定阿斯匹林产品含量测定，可以参考中国药典2005年版二部第283页的检测方法，另可参考SN/T 1922-2007的检测方法。阿司匹林的鉴定 熔点鉴定：135140。分子结构鉴定：主要有红外

30、光谱、紫外光谱、核磁共振谱及质谱方法等。第48页，本讲稿共75页 阿斯匹林红外光吸收图谱 第49页，本讲稿共75页5.5 阿斯匹林合成过程的三废处理阿斯匹林合成过程的三废处理 1 1废气及处理废气及处理 主要来源于有机溶剂的挥发（如作为介质的溶剂煤油，熔融的主要来源于有机溶剂的挥发（如作为介质的溶剂煤油，熔融的酚等）、反应中剩余的酚等）、反应中剩余的CO2CO2和挥发性酸（浓盐酸）产生的气体。和挥发性酸（浓盐酸）产生的气体。由于废气量少可直接排放。反应在通风橱中进行即可。由于废气量少可直接排放。反应在通风橱中进行即可。2 2废液及处理废液及处理 主要是酸化废水，由于含酚，这部分废水可以收集后集

31、中处主要是酸化废水，由于含酚，这部分废水可以收集后集中处理，处理方法可参照专门资料。理，处理方法可参照专门资料。合成中溶剂煤油可回收处理。纯化过程中重结晶母液也应回收合成中溶剂煤油可回收处理。纯化过程中重结晶母液也应回收处里。处里。3 3废渣及处理废渣及处理 主要是脱色过程中产生的活性炭。可焚烧处理。主要是脱色过程中产生的活性炭。可焚烧处理。第50页，本讲稿共75页5.6知识拓展知识拓展 酰化反应概述酰化反应概述 O-酰化反应酰化反应 N-酰化反应酰化反应 C-酰化反应酰化反应 第51页，本讲稿共75页酰化反应概述酰化反应概述有机化合物分子中与碳原子、氮原子、氧原子或硫原子相有机化合物分子中与

32、碳原子、氮原子、氧原子或硫原子相连的氢原子被酰基所取代的反应称为酰化反应。连的氢原子被酰基所取代的反应称为酰化反应。碳原子上的氢被酰基取代的反应叫做碳原子上的氢被酰基取代的反应叫做C-C-酰化，生成的酰化，生成的产物是醛、酮或羧酸；产物是醛、酮或羧酸；氨基氮原子上的氢被酰基取代的反应叫做氨基氮原子上的氢被酰基取代的反应叫做N-N-酰化，生酰化，生成的产物是酰胺；成的产物是酰胺；羟基氧原子上的氢被酰基取代的反应叫做羟基氧原子上的氢被酰基取代的反应叫做O-O-酰化，生酰化，生成的产物是酯，因此也叫酯化。成的产物是酯，因此也叫酯化。第52页，本讲稿共75页有机化合物分子中酰基的引入有直接酰化和间接酰

33、化两有机化合物分子中酰基的引入有直接酰化和间接酰化两种方式。种方式。直接酰化是指将酰基直接引入到有机化合物分子中，由直接酰化是指将酰基直接引入到有机化合物分子中，由反应机理的不同可分为直接亲电酰化、直接亲核酰化和反应机理的不同可分为直接亲电酰化、直接亲核酰化和直接自由基酰化。直接自由基酰化。酰化所用的试剂称为酰化剂，常用的酰化剂有羧酸、酰化所用的试剂称为酰化剂，常用的酰化剂有羧酸、酸酐、酰卤、羧酸酯和酰胺等。酸酐、酰卤、羧酸酯和酰胺等。第53页，本讲稿共75页酰化反应可用下列通式表示：式中的RCOZ为酰化剂，Z代表X、OCOR、OH、OR、NHR等。GH为被酰化物，G代表ArNH、RNH、RO

34、、ArO、Ar等。第54页，本讲稿共75页O-酰化反应酰化反应 氧原子上的酰化反应是指醇或酚分子中的羟基氢原子被酰基所取代而生成酯的反应，因此又叫酯化反应。在氧原子上引入酰基的反应多属于直接亲电酰化反应。其反应难易程度取决于醇或酚的亲核能力、位阻及酰化剂的活性。第55页，本讲稿共75页1醇的O-酰化醇的醇的O-O-酰化可得酯，其反应难易取决于醇的亲核能力及酰化可得酯，其反应难易取决于醇的亲核能力及酰化剂的活性。酰化剂的活性。一般情况下伯醇易于反应，仲醇次之，而叔醇则由于一般情况下伯醇易于反应，仲醇次之，而叔醇则由于立体位阻较大且在酸性介质中又易于脱去羟基而形成立体位阻较大且在酸性介质中又易于脱

35、去羟基而形成叔碳正离子，使酯化难于完成。叔碳正离子，使酯化难于完成。伯醇中的苄醇、烯丙醇虽然不是叔醇，但由于易于脱伯醇中的苄醇、烯丙醇虽然不是叔醇，但由于易于脱羟基形成稳定的碳正离子，所以也表现出与叔醇相类羟基形成稳定的碳正离子，所以也表现出与叔醇相类似的性质。似的性质。对于醇的酰化常采用的酰化剂有羧酸、羧酸酯、酸酐、对于醇的酰化常采用的酰化剂有羧酸、羧酸酯、酸酐、酰氯、酰胺、烯酮等。酰氯、酰胺、烯酮等。第56页，本讲稿共75页2酚的O-氧酰化 酚羟基由于受芳环的影响使羟基氧的亲核性降低，其酰化比醇要困难，多采用较强的酰化剂（如酰氯、酸酐以及一些特殊的试剂）来完成这一反应。第57页，本讲稿共7

36、5页（1）酰氯为酰化剂）酰氯为酰化剂 酰氯在碱性催化剂酰氯在碱性催化剂(氢氧化钠、碳酸钠、三乙胺、吡啶等氢氧化钠、碳酸钠、三乙胺、吡啶等)存在下可使存在下可使酚羟基酰化酚羟基酰化 采用酰氯与吡啶的方法来制备位阻大的酯时其效果不甚理想，采用酰氯与吡啶的方法来制备位阻大的酯时其效果不甚理想，若加入氰化银可使反应得到较好的结果。若加入氰化银可使反应得到较好的结果。第58页，本讲稿共75页 也可采用间接的方法。即羧酸加氧氯化磷、氯化亚砜等氯化剂也可采用间接的方法。即羧酸加氧氯化磷、氯化亚砜等氯化剂一起反应进行酰化。一起反应进行酰化。第59页，本讲稿共75页（2 2）酸酐为酰化剂 应用酸酐对酚酰化，其条

37、件与醇的酰化相似，加入硫酸或有机碱等催化剂以应用酸酐对酚酰化，其条件与醇的酰化相似，加入硫酸或有机碱等催化剂以加快反应速度，如反应激烈可用石油醚、苯、甲苯等惰性溶剂稀释。加快反应速度，如反应激烈可用石油醚、苯、甲苯等惰性溶剂稀释。在一些用羧酸酰化酚羟基的反应中，有的采取加入三氟乙酐、三氟甲基磺酸在一些用羧酸酰化酚羟基的反应中，有的采取加入三氟乙酐、三氟甲基磺酸酐、氯甲酸酯、磺酰氯、草酰氯的方法，实际上是在反应系统中首先形成混酐、氯甲酸酯、磺酰氯、草酰氯的方法，实际上是在反应系统中首先形成混合酸酐合酸酐活性中间体，再与酚作用。此法在一些有位阻的羧酸和酚的反应活性中间体，再与酚作用。此法在一些有位

38、阻的羧酸和酚的反应中得到了较好的结果。中得到了较好的结果。第60页，本讲稿共75页（3）其他酰化剂酚羟基的酰化还可直接采用羧酸在多聚磷酸（酚羟基的酰化还可直接采用羧酸在多聚磷酸（PPAPPA）以及以及DCCDCC催化剂存在下进行，亦有采用催化剂存在下进行，亦有采用H3BO3-H3BO3-H2SO4H2SO4混合酸催化共沸脱水的方法可使收率接近理混合酸催化共沸脱水的方法可使收率接近理论量。论量。此外，醇、酚羟基同时存在于分子中，如欲选择性此外，醇、酚羟基同时存在于分子中，如欲选择性酰化酚羟基，可用酰化酚羟基，可用3-3-乙酰基乙酰基-1-1，5 5，5-5-三甲基乙内酰三甲基乙内酰脲脲AcAcT

39、MHTMH作为特殊酰化试剂。作为特殊酰化试剂。选择性酰化酚羟基还可采用相转移催化反应，收率高，可选择性酰化酚羟基还可采用相转移催化反应，收率高，可在室温下进行。在室温下进行。第61页，本讲稿共75页N-酰化反应酰化反应 氨基氮原子上的氢被酰基取代的反应叫做氮酰化（氨基氮原子上的氢被酰基取代的反应叫做氮酰化（N-N-酰化），酰化），生成的产物是酰胺。生成的产物是酰胺。反应以哪种机理进行取决于所用酰化剂，只有当离去基反应以哪种机理进行取决于所用酰化剂，只有当离去基X X相当稳相当稳定时定时(如如BF4BF4)，才以，才以SNlSNl机理进行，而在大多数情况下是按机理进行，而在大多数情况下是按SN2

40、SN2历历程进行的程进行的 .N-N-酰化分为永久性酰化和临时性酰化两种。永久性酰化是将酰酰化分为永久性酰化和临时性酰化两种。永久性酰化是将酰基保留在最终产物中以赋予产物某些特定性能；临时性酰化也基保留在最终产物中以赋予产物某些特定性能；临时性酰化也称保护性酰化，其目的是为保护氨基而临时在氨基上引入一个称保护性酰化，其目的是为保护氨基而临时在氨基上引入一个酰基，而在预定反应完成后再水解除去临时引入的酰基。二者酰基，而在预定反应完成后再水解除去临时引入的酰基。二者在原理和方法上无甚区别，只是临时性酰化要求操作方便、物在原理和方法上无甚区别，只是临时性酰化要求操作方便、物料价廉而且酰基易于水解除去

41、。料价廉而且酰基易于水解除去。第62页，本讲稿共75页N-酰化反应酰化反应N-酰化的酰化剂有羧酸、羧酸酯、酸酐、酰卤、酰胺及其它羧酸衍生物。常用酰化剂（RCOX）的反应活性顺序如下：第63页，本讲稿共75页N-酰化反应历程 式中式中Z Z可以是可以是OHOH、OCOR/OCOR/、ClCl或或OC2H5OC2H5等。氨基氮原子上的电子等。氨基氮原子上的电子云密度越大，空间位阻越小，反应活性越强。胺类化合物的酰化云密度越大，空间位阻越小，反应活性越强。胺类化合物的酰化活性，其一般规律为：伯胺仲胺脂肪族胺芳香族胺；无空活性，其一般规律为：伯胺仲胺脂肪族胺芳香族胺；无空间阻碍的胺有空间阻碍的胺。芳环

42、上有给电子基团时，反应活间阻碍的胺有空间阻碍的胺。芳环上有给电子基团时，反应活性增加；反之，有吸电子基团时，反应活性下降。性增加；反之，有吸电子基团时，反应活性下降。第64页，本讲稿共75页 羧酸、酸酐和酰氯都是常用的酰化剂，当它们具有相同的烷基羧酸、酸酐和酰氯都是常用的酰化剂，当它们具有相同的烷基R R时，时，酰化反应活性的大小次序为：酰化反应活性的大小次序为：其中其中1+2+3+对于同一类型的酰氯，当对于同一类型的酰氯，当R R为芳环时，由于它的共轭效应，使羰基为芳环时，由于它的共轭效应，使羰基碳原子上的部分正电荷降低，因此芳香族酰氯的反应活性低于脂碳原子上的部分正电荷降低，因此芳香族酰氯

43、的反应活性低于脂肪族酰氯肪族酰氯(如乙酰氯如乙酰氯)。对于酯类，凡是由弱酸构成的酯对于酯类，凡是由弱酸构成的酯(如乙酰乙酸乙酯如乙酰乙酸乙酯)可用作酰化可用作酰化剂，而由强酸形成的酯，因酸根的吸电子能力强，使酯中烷剂，而由强酸形成的酯，因酸根的吸电子能力强，使酯中烷基的正电荷增大，因而常用作烷化剂，而不是酰化剂，如硫基的正电荷增大，因而常用作烷化剂，而不是酰化剂，如硫酸二甲酯等。酸二甲酯等。第65页，本讲稿共75页N-酰化方法用羧酸、酸酐、酰氯用羧酸、酸酐、酰氯N-N-酰化。酰化。酸酐的酰化活性较羧酸强，最常用的酸酐是乙酐，在酸酐的酰化活性较羧酸强，最常用的酸酐是乙酐，在20209090反应即

44、可顺利进行，乙酐的用量一般过量反应即可顺利进行，乙酐的用量一般过量5 51010。酰氯属于强酰化剂，容易与脂肪胺或芳香族胺发生酰氯属于强酰化剂，容易与脂肪胺或芳香族胺发生N-N-酰化，酰化，反应是不可逆的。反应过程中常伴有热量产生，有时甚反应是不可逆的。反应过程中常伴有热量产生，有时甚为剧烈。因此，酰化反应多在室温进行，有时要在为剧烈。因此，酰化反应多在室温进行，有时要在00或更低的温度下反应。酰化反应中放出的氯化氢能或更低的温度下反应。酰化反应中放出的氯化氢能与游离胺化合成盐，从而降低酰化反应速度。因此，与游离胺化合成盐，从而降低酰化反应速度。因此，反应时需要加入碱性物质，如反应时需要加入碱

45、性物质，如NaOHNaOH、Na2CO3Na2CO3、NaHCO3NaHCO3、CH3COONaCH3COONa、N(C2H5)3N(C2H5)3等，以中和生成的氯化氢，使氨基等，以中和生成的氯化氢，使氨基保持游离状态，从而提高酰化反应的收率。保持游离状态，从而提高酰化反应的收率。第66页，本讲稿共75页酰化产物多为固态，用酰氯的酰化产物多为固态，用酰氯的N-N-酰化须在溶剂中进行。酰化须在溶剂中进行。常用的溶剂有水、氯仿、乙酸、二氯乙烷、苯、甲苯、吡常用的溶剂有水、氯仿、乙酸、二氯乙烷、苯、甲苯、吡啶等，其中吡啶既可以做溶剂又可为缚酸剂，而且还能与啶等，其中吡啶既可以做溶剂又可为缚酸剂，而且

46、还能与酰氯形成配合物，增强其酰化能力。酰氯形成配合物，增强其酰化能力。常用的酰氯有脂肪酸酰氯、芳香酸酰氯、光气以及常用的酰氯有脂肪酸酰氯、芳香酸酰氯、光气以及三聚氯氰等。三聚氯氰等。N-N-酰化终点的控制：在芳胺的酰化产物中，未反应酰化终点的控制：在芳胺的酰化产物中，未反应的芳胺能发生重氮化，而酰化产物则不能。利用这的芳胺能发生重氮化，而酰化产物则不能。利用这一特性可在滤纸上作掺圈试验，定性检查酰化终点。一特性可在滤纸上作掺圈试验，定性检查酰化终点。利用重氮化方法还可以进行定量测定，用标准亚硝利用重氮化方法还可以进行定量测定，用标准亚硝酸钠溶液滴定未反应的芳胺，控制其含量在酸钠溶液滴定未反应的

47、芳胺，控制其含量在0.50.5以以下。下。N-N-酰化方法酰化方法第67页，本讲稿共75页C-酰化反应酰化反应 在芳香核上引入酰基制取芳醛、芳酮的C-酰化反应主要包括用羧酸衍生物在Lewis酸催化下直接对芳烃亲电酰化的Friedel-Crafts反应，以及通过某些具有碳正离子活性的中间体对芳烃进行亲电取代后再分解转化为酰基的间接酰化反应，后者包括Hoesch反应，以及引入甲酰基的Vilsmeier-Haauc反应、Gattermann反应、Reimer-Tiemann反应等。第68页，本讲稿共75页1 1Friedel-CraftsFriedel-Crafts酰化反应酰化反应酰氯、酸酐、羧酸、

48、烯酮等酰化剂在Lewis酸或质子酸催化下，对芳烃进行亲电取代生成芳酮的反应，称作Friedel-Crafts酰化反应。这是制备芳香酮类最重要的方法之一，在酰基化中不发生烃基的重排。第69页，本讲稿共75页2 2Hoesch反应腈类化合物与氯化氢在腈类化合物与氯化氢在LewisLewis酸催化剂酸催化剂ZnCl2ZnCl2的存在下的存在下与具有羟基或烷氧基的芳烃进行反应可生成相应的酮与具有羟基或烷氧基的芳烃进行反应可生成相应的酮亚胺，再经水解则得具有羟基或烷氧基的芳香酮，此亚胺，再经水解则得具有羟基或烷氧基的芳香酮，此反应称之为反应称之为HoeschHoesch反应。这是一个以腈为酰化剂间接反应

49、。这是一个以腈为酰化剂间接将酰基引入酚或酚醚的芳核上的方法。将酰基引入酚或酚醚的芳核上的方法。第70页，本讲稿共75页3 3Gattermann-Koch Gattermann-Koch 反应反应此反应与Hoesch反应相类似，系将具有羟基或烷氧基的芳烃在三氯化铝或氯化锌催化下与氰化氢及氯化氢作用生成相应芳香醛的反应。第71页，本讲稿共75页4Vilsmeier-HaackVilsmeier-Haack反应 以以N-N-取代的甲酰胺为甲酰化试剂在三氯氧磷作用下，取代的甲酰胺为甲酰化试剂在三氯氧磷作用下，在芳核在芳核(或杂环或杂环)上引入甲酰基的反应称为上引入甲酰基的反应称为Vilsmeier-

50、Vilsmeier-HaackHaack反应，是芳烃甲酰化应用较为普遍的方法之一。反应，是芳烃甲酰化应用较为普遍的方法之一。第72页，本讲稿共75页5Reimer-Tiemann反应将酚及某些杂环化合物与碱金属的氢氧化物溶液和过量的氯将酚及某些杂环化合物与碱金属的氢氧化物溶液和过量的氯仿一起加热形成芳醛的反应，称仿一起加热形成芳醛的反应，称Reimer-TiemannReimer-Tiemann反应。反应。第73页，本讲稿共75页作业练习7：1，2，3查阅染料中间体邻甲氧基苯胺染料中间体邻甲氧基苯胺 合成路线资料。第74页，本讲稿共75页酰化反应多在室温进行，有时要在0或更低的温度下反应。酰化