1、L/O/G/O学习酯化反应的基本原理学习酯化反应的基本原理学习简单的有机合成及抽滤操作学习简单的有机合成及抽滤操作12 通过醋酸中的羧基（通过醋酸中的羧基（COOH）与水）与水杨酸中的羟基（杨酸中的羟基（OH）发生酯化反应就可）发生酯化反应就可制得阿斯匹林中的有效成分乙酰水杨酸制得阿斯匹林中的有效成分乙酰水杨酸 由于酯化反应为由于酯化反应为可逆可逆反应，故以上反应中所得反应，故以上反应中所得的乙酰水杨酸的乙酰水杨酸产率不高产率不高。在实验中若以醋酐代替醋。在实验中若以醋酐代替醋酸，醋酐将与酯化反应的产物水作用生成醋酸，从酸，醋酐将与酯化反应的产物水作用生成醋酸，从而促进酯化反应向右进行，使产率
2、提高。另外，加而促进酯化反应向右进行，使产率提高。另外，加入浓磷酸作催化剂可以加快反应入浓磷酸作催化剂可以加快反应。乙酰水杨酸常温下为固体，微溶于水，可以通过结晶法乙酰水杨酸常温下为固体，微溶于水，可以通过结晶法分离出来。但是在生成乙酰水杨酸的同时，也生成少量的分离出来。但是在生成乙酰水杨酸的同时，也生成少量的聚合物副产物。聚合物副产物。乙酰水杨酸与碳酸氢钠反应生成可溶性钠乙酰水杨酸与碳酸氢钠反应生成可溶性钠盐，而副产物聚合物不溶于碳酸氢钠盐，而副产物聚合物不溶于碳酸氢钠，这种性质上的差别，这种性质上的差别可用于可用于纯化乙酰水杨酸纯化乙酰水杨酸。没有发生反应的水杨酸，可以在纯化和重结晶过程中
3、除没有发生反应的水杨酸，可以在纯化和重结晶过程中除去。去。水杨酸可与水杨酸可与氯化铁氯化铁反应生成深色配位化合物反应生成深色配位化合物；而乙酰；而乙酰水杨酸的酚羟基已被酰化，不再与水杨酸的酚羟基已被酰化，不再与氯化铁氯化铁发生反应，这种发生反应，这种性质上的差别可用于性质上的差别可用于鉴定水杨酸杂质鉴定水杨酸杂质。本实验中采用冰醋。本实验中采用冰醋酸和水样酸作为反应原料。酸和水样酸作为反应原料。250mL锥形瓶（烘干），锥形瓶（烘干），10mL量量筒（烘干），布氏漏斗，吸滤瓶，筒（烘干），布氏漏斗，吸滤瓶，水泵，水浴锅，温度计水泵，水浴锅，温度计水杨酸，冰醋酸，水杨酸，冰醋酸，85磷酸，磷酸，
4、饱和碳酸氢钠溶液，浓盐酸，饱和碳酸氢钠溶液，浓盐酸，1 氯化铁溶液氯化铁溶液仪器仪器试剂试剂取取250mL干燥锥形瓶一只，先后加干燥锥形瓶一只，先后加入入2.0g水杨酸，水杨酸，10.0mL冰醋酸，再冰醋酸，再加入加入5滴滴85%磷酸作催化剂。将锥形磷酸作催化剂。将锥形瓶放在瓶放在75左右的水浴锅内加热，左右的水浴锅内加热，并用玻璃棒不断搅拌锥形瓶中的液并用玻璃棒不断搅拌锥形瓶中的液体，保持该温度体，保持该温度25min，使反应进行，使反应进行得完全。在加热的条件下有一些醋得完全。在加热的条件下有一些醋酸蒸汽放出，用以除去剩余醋酸。酸蒸汽放出，用以除去剩余醋酸。 当乙酸蒸汽停止放出后，将锥形瓶
5、从水浴中当乙酸蒸汽停止放出后，将锥形瓶从水浴中取出，加入取出，加入20mL水，冷却后即有结晶生成，水，冷却后即有结晶生成，把锥形瓶放在冰水中以加速结晶。如果不结把锥形瓶放在冰水中以加速结晶。如果不结晶，可用玻棒磨擦锥形瓶的内壁并将锥形瓶晶，可用玻棒磨擦锥形瓶的内壁并将锥形瓶置于冰浴中冷却以使结晶产生。待结晶完全置于冰浴中冷却以使结晶产生。待结晶完全后减压过滤，滤渣即为粗产品。待滤液抽干后减压过滤，滤渣即为粗产品。待滤液抽干时减慢抽滤速度，将时减慢抽滤速度，将5mL经冰浴冷却过的去经冰浴冷却过的去离子水均匀地倒在晶体上，洗涤晶体，如此离子水均匀地倒在晶体上，洗涤晶体，如此重复几次，继续抽吸将溶剂
6、尽量抽干。然后重复几次，继续抽吸将溶剂尽量抽干。然后将粗产物转移到表面皿上风干。将粗产物转移到表面皿上风干。减压过滤作用机理：减压过滤作用机理：利用利用真空泵真空泵或或抽气泵抽气泵将吸滤瓶中的空气抽走而将吸滤瓶中的空气抽走而产产生负压生负压使过滤速度加快使过滤速度加快优点：普通的过滤是用重力的作用力自然过滤，优点：普通的过滤是用重力的作用力自然过滤，而减压过滤通过抽气使瓶内的压力减小，致使内而减压过滤通过抽气使瓶内的压力减小，致使内外产生外产生压力差压力差，加大了作用力，从而，加大了作用力，从而加速过滤加速过滤。 将粗产物转移到将粗产物转移到100mL烧杯烧杯中，在搅拌下加入中，在搅拌下加入2
7、5mL饱和碳酸饱和碳酸钠溶液，继续搅拌几分钟，直至钠溶液，继续搅拌几分钟，直至无二氧化碳气泡生成。无二氧化碳气泡生成。（饱和（饱和NaHCO3溶液溶解乙酰水溶液溶解乙酰水杨酸，不溶解水杨酸聚合物，以杨酸，不溶解水杨酸聚合物，以此提纯乙酰水杨酸。）此提纯乙酰水杨酸。） 减压过滤，副产物聚合物应被滤减压过滤，副产物聚合物应被滤出，用出，用510cm3水冲洗漏斗，合并水冲洗漏斗，合并滤液，倒入预先盛有滤液，倒入预先盛有45cm3浓盐酸浓盐酸与与10 cm3水配成的溶液的烧杯中，水配成的溶液的烧杯中，搅拌均匀，即有乙酰水杨酸沉淀析出。搅拌均匀，即有乙酰水杨酸沉淀析出。 将烧杯置于冰浴中冷却，使结晶将烧
8、杯置于冰浴中冷却，使结晶完全。减压过滤，尽量抽去滤液，再完全。减压过滤，尽量抽去滤液，再用冷水洗涤用冷水洗涤23次，抽干水分。将晶次，抽干水分。将晶体转移到表面皿上晾干，称重。体转移到表面皿上晾干，称重。 取几粒晶粒加入盛 有取几粒晶粒加入盛 有5mL水的试管中，加入水的试管中，加入12滴滴1 氯化铁氯化铁溶液，观察有溶液，观察有无颜色反应。无颜色反应。 取少许干燥后的晶体进取少许干燥后的晶体进行红外光谱分析行红外光谱分析 红外光谱的原理是红外光谱的原理是将一束不同波长的红将一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上，外射线照射到物质的分子上，某些特定波长某些特定波长的红外射线被吸收的红外射线被
9、吸收，形成这一分子的红外吸，形成这一分子的红外吸收光谱。收光谱。每种分子都有由其组成和结构决定每种分子都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱的独有的红外吸收光谱，据此可以对分子进，据此可以对分子进行结构分析和鉴定。行结构分析和鉴定。 红外吸收光谱是由红外吸收光谱是由分子不停地作振动和转动运动而产生分子不停地作振动和转动运动而产生的，分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动，的，分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动，多原子分子可组成多种振动图形。当分子中各原子以同一频多原子分子可组成多种振动图形。当分子中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简谐振动时，这种振动方式率
10、、同一相位在平衡位置附近作简谐振动时，这种振动方式称简正振动（例如伸缩振动和变角振动）。称简正振动（例如伸缩振动和变角振动）。分子振动的能量分子振动的能量与红外射线的光量子能量正好对应与红外射线的光量子能量正好对应，因此当分子的振动状态，因此当分子的振动状态改变时，就可以发射红外光谱，也可以因红外辐射激发分子改变时，就可以发射红外光谱，也可以因红外辐射激发分子振动而产生红外吸收光谱。分子的振动和转动的能量不是连振动而产生红外吸收光谱。分子的振动和转动的能量不是连续而是量子化的。续而是量子化的。但由于在分子的振动跃迁过程中也常常伴但由于在分子的振动跃迁过程中也常常伴随转动跃迁，使振动光谱呈带状随
11、转动跃迁，使振动光谱呈带状。所以分子的红外光谱属带。所以分子的红外光谱属带状光谱。分子越大，红外谱带也越多。状光谱。分子越大，红外谱带也越多。1. 首先依据谱图推出化合物碳架类型：首先依据谱图推出化合物碳架类型： 根据分子式计算不饱和度，根据分子式计算不饱和度，公式公式：不饱和度不饱和度C原子原子+1+(N原原子子-H原子原子)/2 例如：例如：苯：苯：C6H6，不饱和度，不饱和度6+1+（0-6）/24，3个双键加一个双键加一个环，正好为个环，正好为4个不饱和度个不饱和度2. 分析分析33002800 cm-1区域区域C-H伸缩振动吸收伸缩振动吸收 以以3000 cm-1为界：为界：高于高于
12、3000 cm-1为不饱和碳为不饱和碳C-H伸缩振动伸缩振动吸收，有可能为烯，炔，芳香化合物，而低于吸收，有可能为烯，炔，芳香化合物，而低于3000 cm-1一般为一般为饱和饱和C-H伸缩振动吸收伸缩振动吸收3. 若在稍高于若在稍高于3000 cm-1有吸收有吸收,则应在则应在 22501450 cm-1频区，频区，分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰，其中：分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰，其中：炔炔 22002100 cm-1烯烯 16801640 cm-1芳环芳环 1600,1580,1500,1450 cm-1 若已确定为烯或芳香化合物，则应进一步解析若已确定为烯或芳香化合物，则应
13、进一步解析指纹区指纹区，即，即1000650 cm-1的频区，以确定取代基个数和位置（顺反，邻、的频区，以确定取代基个数和位置（顺反，邻、间、对）间、对）4. 碳骨架类型确定后碳骨架类型确定后,再依据其他官能团，如再依据其他官能团，如 C=O, O-H, C-N 等等特征吸收来判定化合物的官能团特征吸收来判定化合物的官能团5. 解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来，以准确判解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来，以准确判定官能团的存在定官能团的存在,如如2820，2720和和17501700 cm-1的三个峰，的三个峰，说明醛基的存在说明醛基的存在Text in here1.芳烃芳烃
14、31003000 cm-1 芳香化合物重要特征：一般芳香化合物重要特征：一般在在1600，1580，1500和和1450 cm-1可能出现强度不等的可能出现强度不等的4个峰。个峰。880680 cm-1，C-H面外弯面外弯曲振动吸收，依苯环上取代基个曲振动吸收，依苯环上取代基个数和位置不同而发生变化，在芳数和位置不同而发生变化，在芳香化合物红外谱图分析中，常常香化合物红外谱图分析中，常常用此频区的吸收判别异构体。用此频区的吸收判别异构体。2 . 羧 酸 ： 羧 酸 二 聚 体 ：羧 酸 ： 羧 酸 二 聚 体 ：33002500 cm-1 宽宽 强的强的O-H伸缩吸收伸缩吸收17201706
15、cm-1 C=O 吸收吸收3201210 cm-1 C-O伸缩伸缩 920 cm-1 成键的成键的O-H键的面键的面外弯曲振动外弯曲振动3.酯：酯：饱和脂肪族酯饱和脂肪族酯(除甲酸酯除甲酸酯外外)的的C=O 吸收谱带：吸收谱带：17501735 cm-1区域区域饱和酯饱和酯C-C(=O)-O谱带：谱带：12101163 cm-1 区域区域为强吸收为强吸收 核磁共振源于能产生磁场的核自旋：当旋核磁共振源于能产生磁场的核自旋：当旋转着的原子核放到外磁场中，根据量子力学计转着的原子核放到外磁场中，根据量子力学计算，其自旋量子数算，其自旋量子数 I 有且只有有且只有 2I +1个取向，个取向，每个取向
16、都可以用一个自旋磁量子数每个取向都可以用一个自旋磁量子数m来表示来表示。 而原子核的每个取向都代表着核在该磁场中而原子核的每个取向都代表着核在该磁场中的一种能量状态：的一种能量状态： E m = -m H0 c o s 让处于外磁场的自旋核接受一定频率的电让处于外磁场的自旋核接受一定频率的电磁波辐射，磁波辐射，而辐射的能量又恰好等于高低两种而辐射的能量又恰好等于高低两种不同取向的能量差时，质子就吸收电磁辐射，不同取向的能量差时，质子就吸收电磁辐射，从低能态跃迁到高能态而产生共振现象，称为从低能态跃迁到高能态而产生共振现象，称为核磁共振（核磁共振（NMR）。）。化学位移化学位移 由于各种质子所处
17、的化学环境不同而在由于各种质子所处的化学环境不同而在不同的共振磁场强度下显示吸收峰，即化学不同的共振磁场强度下显示吸收峰，即化学位移。位移。是表征在是表征在NMR谱中各不同化学环境的谱中各不同化学环境的质子共振峰相对于某一标准物共振峰的距离，质子共振峰相对于某一标准物共振峰的距离，通常用通常用表示。表示。 积分曲线和峰面积积分曲线和峰面积 核磁共振谱中，共振峰下面的面积与产生峰的质子数核磁共振谱中，共振峰下面的面积与产生峰的质子数程正比。程正比。因此峰面积比即为不同类型质子数目的相对比值，因此峰面积比即为不同类型质子数目的相对比值，可以通过整个分子的质子数，及峰面积的比例关系算出各可以通过整个
18、分子的质子数，及峰面积的比例关系算出各组化学位移等价质子的具体数目。核磁共振仪用电子积分组化学位移等价质子的具体数目。核磁共振仪用电子积分仪来测量峰的面积。仪来测量峰的面积。积分曲线和峰面积积分曲线和峰面积分析方法：分析方法： 1、信号数目：表明分子中有几种类型的等性氢；、信号数目：表明分子中有几种类型的等性氢； 2、信号位置：表明每种类型的质子所处的电子环境；、信号位置：表明每种类型的质子所处的电子环境； 3、信号强度：通过峰面积表明质子数；、信号强度：通过峰面积表明质子数； 4、信号裂分：表明一个质子相对于其他邻近原子的环境有、信号裂分：表明一个质子相对于其他邻近原子的环境有关情况。关情况
19、。自旋裂分和偶合常数自旋裂分和偶合常数 原子核之间的相互作用称为自旋原子核之间的相互作用称为自旋自自旋偶合，简称自旋偶合。旋偶合，简称自旋偶合。因自旋偶合而引因自旋偶合而引起的谱线增多的现象称为自旋起的谱线增多的现象称为自旋自旋裂分，自旋裂分，简称自旋裂分。简称自旋裂分。 自旋偶合的量度称为自旋的偶合常数自旋偶合的量度称为自旋的偶合常数，用用 J 表示。表示。J的大小表示了偶合作用的强的大小表示了偶合作用的强弱，左上方常标以数字，表示两个偶合核弱，左上方常标以数字，表示两个偶合核之间相隔键的数目，右下方标以其他的情之间相隔键的数目，右下方标以其他的情报。报。 就其本质而言，就其本质而言，偶合常
20、数是质子自旋偶合常数是质子自旋裂分时的两个核磁共振能之差裂分时的两个核磁共振能之差，它可以通，它可以通过共振吸收的位置差别来体现，在过共振吸收的位置差别来体现，在图谱上图谱上就是裂分峰之间的距离。就是裂分峰之间的距离。Text in here 药物在体内的吸收、分布、药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄的最终结果是单位时代谢和排泄的最终结果是单位时间内药物的消除量随血液浓度而间内药物的消除量随血液浓度而变化，变化，血液的浓度越高，单位时血液的浓度越高，单位时间内消除量就越大间内消除量就越大。为了维持恒。为了维持恒定的有效血药浓度进而达到满意定的有效血药浓度进而达到满意的治疗效果，按一定的间隔时间
21、的治疗效果，按一定的间隔时间给药是必要的。给药是必要的。临床上，可适当临床上，可适当根据半衰期（指血浆中药物浓度根据半衰期（指血浆中药物浓度下降一半所需要的时间）确定给下降一半所需要的时间）确定给药时间药时间。按半衰期的长短，常用。按半衰期的长短，常用药物分为药物分为五五类。类。反应速度方程应遵守下式：反应速度方程应遵守下式： r = -dc/dt = kc 式中，式中，K为反应速为反应速度常数。度常数。 一级反应的特点是一级反应的特点是lnc-t图为一直线；图为一直线；半半衰衰期与初始浓度无关期与初始浓度无关而与速率常数成反比而与速率常数成反比（即（即t1/2 = ln2/k） N2O5N2O4+（1/2）O2为一级反应，放射性元素的蜕变多属一级反应。为一级反应，放射性元素的蜕变多属一级反应。 一级反应一级反应就是指就是指凡是反应速度只凡是反应速度只与反应物浓度的与反应物浓度的一次方成正比的一次方成正比的反应反应L/O/G/OThank You!
