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摘 要:微波技术在当前的药物合成中应用较为广泛,并且能够有效的保证药物的性能不受影响,通常情况下所采用的微波为电磁波,这一技术早在二十世纪的八十年代就已经出现并加以使用了,但是随着时间的推移,传统的微波技术不能适应药物合成的发展,需要进行进一步的改进,因此,经过不懈的实验与研究,确定出对微波进行加速反应,会出现显著的效果。本文重点对这一问题进行探讨,阐述如何利用该技术对阿司匹林进行药物合成,从而促进微波技术的进一步发展。
关键词:微波;合成;阿司匹林
对于这一技术应用在有机化学中,不同的学者对这一问题具有不同的见解,有些学者持怀疑的态度,认为微波技术应用在有机化学之中,会产生大量的辐射,因而会造成化学键的断裂,与传统的加热方式相比,并没有过多的创新,仅仅是加热的方式发生了变化,但是经过长期的研究表明,微波技术的功能不仅仅在于利用热效应改变化学的反应,如果将其应用在实际中,能够获得更加理想的效果。下面我们就对这一问题加以详细的论述,在今后的药物合成过程中,获得更加广泛的应用。
1 概述
微波作用于化学反应的频率2450MHz属于非电离辐射,在与分子的化学键发生共振时不可能引起化学键的断裂,也不能使分子激发到更高的转动或振动能级。即微波辐射不改变化学反应的动力学特征,微波对化学反应的加速主要归结对极性有机物的选择加热,即微波的致热效应。当极性有机物置于微波电磁场中,分子的偶极子重新排列,并随着高频交变电磁场以每秒4.9×10次的速度振动,需要克服分子原有的热运动和分子相互间作用的干扰和阻碍,发生类似摩擦的作用,产生大量的热。另一种观点认为,微波辐射对有机化学反应作用机理是复杂的。除了微波的热效应之外,还存在一种不是由温度引起的非热效应。
微波作用下的有機反应改变了反应动力学,降低了反应活化能。两种不同的观点均有大量的实验数据支持,但由于微波化学反应的一些关键环节,如反应器的设计制造、反应温度的控制和检测方法等不够完善都影响实验数据的准确性,有些实验数据结果尚需要更充分的论证。微波辐射作用有机合成反应的机理仍是目前微波有机合成化学三大研究内容之一。
阿司匹林(乙酰水杨酸)有着广泛的药用价值。其市场需求量也不断增加,这就要求采用先进方法,提高产率,以满足人们的需要。本文将介绍采用微波法合成阿司匹林的具体步骤,而使反应速率较传统加热反应速率提高了几十倍,从而可以进一步研究微波辐射应用于其它的有机化学反应,促进微波技术在有机合成中的广泛应用。传统的阿司匹林制备工艺是以浓硫酸为催剂,使水杨酸与乙酸酐在75℃左右发生酰化反应,制取阿司匹林。此工艺反应时间长,需要能耗大,且催化剂浓硫酸对设备的腐蚀性较大。
2 微波法制备阿司匹林
阿司匹林是一种常见的药物,在市场上具有广泛的市场价值,为了进一步满足人们的需要,应该对阿司匹林的制备过程加以优化,采用微波技术能够获得更大的经济价值以及社会价值,因此在当前的发展中,得到广泛的应用。具体采用微波制备阿司匹林的技术如下。首先是实验的部分,只有经过严格的实验,才能将药物的性能得到最大化的发挥,充分利用微波技术能够达到这一目的。在进行实验前,应该准备好相应的设备以及原材料,这样才能临危不乱的顺利完成实验。
主要仪器与药品包括格兰仕WD900BS电脑烧烤微波炉;HH-S型水浴锅;SHZ-D型循环水式真空泵;101A-1E电热鼓风干燥箱;E55十FRA106红外光谱仪;乙酸酐(化学纯);水杨酸(分析纯);无水碳酸钠(化学纯)。
在进行实验的过程中,分别选取一定容量的水杨酸以及乙酸酐,同时选用碳酸钠作为重要的催化剂,催化剂的容量一定要做到准确无误,因为催化剂的主要作用就是加快实验的速度,前提是不能影响到药物的质量,如果催化剂的容量过多,很难不保证渗入到药物之中,反而起到了相反的效果。在完成上述的准备工作后,要将微波炉的功率进行调整,通常情况下,选择540W为宜,经过45s后,即可结束微波辐射。在完成微波辐射后,转而进行传统的加热,传统的加热方式所需的时间为20分钟,首先要将其中所含有的杂质去除掉,这些杂质通常都具有不易溶解的特性,将溶液倒入预先准备的烧杯之中,并且将其搅拌均匀,直到其中出现了结晶的现象,然后进行冷却,在此之后,经过抽干以及加压处理后,将结晶体进行称量,测量出大致的重量。
将上述冷却后的粗产品放置在一个锥形瓶中,锥形瓶的容积为100ml,在其中加入适量的水以及乙醇,乙醇的浓度在95%以上,在其中安装一个冷凝管,冷凝管的形状选择球形,这样选择的目的是可以更好的进行实验,将锥形瓶放置在水浴中,与此同时还要进行振摇,振摇的目的是使结晶体能够溶解,待锥形瓶中的固体完全溶解后,将其取出并且拆下冷凝管,一边向锥形瓶中滴水一边观察现象,等待锥形瓶中出现混浊后,停止滴加,并将其进行冷却的处理,最终还要将形成的晶体小心的安置在器皿中,这样一来,再经过烘干的处理最终就形成了阿司匹林的成品。具体的有机化学反应见图1以及图2。
用此生产工艺,可以大大节约生产时间,提高生产效率,且节约能耗。本论文采用无水碳酸钠作为催化剂,它首先进攻水杨酸,破坏分子内氢键的形成,使酚羟基活泼,加速反应的进行,从而起到催化效果。无水碳酸钠为弱碱,对设备不会造成腐蚀,且不会污染环境,从环保的角度考虑,我们也应该选用无水碳酸钠作为催化剂。
结束语
微波促进有机化学反应的低能耗、快速高效、高产率和优异的选择性等已经显示出它巨大的优越性。但是目前微波化学领域内存在微波反应器的设计、反应机理的深入研究等诸多问题,微波有机合成的研究主要停留在实验室研究阶段。通过大家的共同努力,将微波技术应用到大规模工业化生产中带来的经济效益和社会效益是不可估量的。
参考文献
[1]尚平,杨永,吴琴雪.浅谈药物合成的副作用[J].科技资讯,2014(2).
[2]尤彩芬.药物合成后处理分析[J].黑龙江科技信息,2013(6).
[3]文瑞明,刘长辉,游沛清,俞善信.阿司匹林合成的研究进展[J].长沙大学学报,2009(5).
[4]张宝华,史兰香,牟微,郭瑞霞.阿司匹林制备研究进展[J].河北工业科技,2008(2).
关键词:微波;合成;阿司匹林
对于这一技术应用在有机化学中,不同的学者对这一问题具有不同的见解,有些学者持怀疑的态度,认为微波技术应用在有机化学之中,会产生大量的辐射,因而会造成化学键的断裂,与传统的加热方式相比,并没有过多的创新,仅仅是加热的方式发生了变化,但是经过长期的研究表明,微波技术的功能不仅仅在于利用热效应改变化学的反应,如果将其应用在实际中,能够获得更加理想的效果。下面我们就对这一问题加以详细的论述,在今后的药物合成过程中,获得更加广泛的应用。
1 概述
微波作用于化学反应的频率2450MHz属于非电离辐射,在与分子的化学键发生共振时不可能引起化学键的断裂,也不能使分子激发到更高的转动或振动能级。即微波辐射不改变化学反应的动力学特征,微波对化学反应的加速主要归结对极性有机物的选择加热,即微波的致热效应。当极性有机物置于微波电磁场中,分子的偶极子重新排列,并随着高频交变电磁场以每秒4.9×10次的速度振动,需要克服分子原有的热运动和分子相互间作用的干扰和阻碍,发生类似摩擦的作用,产生大量的热。另一种观点认为,微波辐射对有机化学反应作用机理是复杂的。除了微波的热效应之外,还存在一种不是由温度引起的非热效应。
微波作用下的有機反应改变了反应动力学,降低了反应活化能。两种不同的观点均有大量的实验数据支持,但由于微波化学反应的一些关键环节,如反应器的设计制造、反应温度的控制和检测方法等不够完善都影响实验数据的准确性,有些实验数据结果尚需要更充分的论证。微波辐射作用有机合成反应的机理仍是目前微波有机合成化学三大研究内容之一。
阿司匹林(乙酰水杨酸)有着广泛的药用价值。其市场需求量也不断增加,这就要求采用先进方法,提高产率,以满足人们的需要。本文将介绍采用微波法合成阿司匹林的具体步骤,而使反应速率较传统加热反应速率提高了几十倍,从而可以进一步研究微波辐射应用于其它的有机化学反应,促进微波技术在有机合成中的广泛应用。传统的阿司匹林制备工艺是以浓硫酸为催剂,使水杨酸与乙酸酐在75℃左右发生酰化反应,制取阿司匹林。此工艺反应时间长,需要能耗大,且催化剂浓硫酸对设备的腐蚀性较大。
2 微波法制备阿司匹林
阿司匹林是一种常见的药物,在市场上具有广泛的市场价值,为了进一步满足人们的需要,应该对阿司匹林的制备过程加以优化,采用微波技术能够获得更大的经济价值以及社会价值,因此在当前的发展中,得到广泛的应用。具体采用微波制备阿司匹林的技术如下。首先是实验的部分,只有经过严格的实验,才能将药物的性能得到最大化的发挥,充分利用微波技术能够达到这一目的。在进行实验前,应该准备好相应的设备以及原材料,这样才能临危不乱的顺利完成实验。
主要仪器与药品包括格兰仕WD900BS电脑烧烤微波炉;HH-S型水浴锅;SHZ-D型循环水式真空泵;101A-1E电热鼓风干燥箱;E55十FRA106红外光谱仪;乙酸酐(化学纯);水杨酸(分析纯);无水碳酸钠(化学纯)。
在进行实验的过程中,分别选取一定容量的水杨酸以及乙酸酐,同时选用碳酸钠作为重要的催化剂,催化剂的容量一定要做到准确无误,因为催化剂的主要作用就是加快实验的速度,前提是不能影响到药物的质量,如果催化剂的容量过多,很难不保证渗入到药物之中,反而起到了相反的效果。在完成上述的准备工作后,要将微波炉的功率进行调整,通常情况下,选择540W为宜,经过45s后,即可结束微波辐射。在完成微波辐射后,转而进行传统的加热,传统的加热方式所需的时间为20分钟,首先要将其中所含有的杂质去除掉,这些杂质通常都具有不易溶解的特性,将溶液倒入预先准备的烧杯之中,并且将其搅拌均匀,直到其中出现了结晶的现象,然后进行冷却,在此之后,经过抽干以及加压处理后,将结晶体进行称量,测量出大致的重量。
将上述冷却后的粗产品放置在一个锥形瓶中,锥形瓶的容积为100ml,在其中加入适量的水以及乙醇,乙醇的浓度在95%以上,在其中安装一个冷凝管,冷凝管的形状选择球形,这样选择的目的是可以更好的进行实验,将锥形瓶放置在水浴中,与此同时还要进行振摇,振摇的目的是使结晶体能够溶解,待锥形瓶中的固体完全溶解后,将其取出并且拆下冷凝管,一边向锥形瓶中滴水一边观察现象,等待锥形瓶中出现混浊后,停止滴加,并将其进行冷却的处理,最终还要将形成的晶体小心的安置在器皿中,这样一来,再经过烘干的处理最终就形成了阿司匹林的成品。具体的有机化学反应见图1以及图2。
用此生产工艺,可以大大节约生产时间,提高生产效率,且节约能耗。本论文采用无水碳酸钠作为催化剂,它首先进攻水杨酸,破坏分子内氢键的形成,使酚羟基活泼,加速反应的进行,从而起到催化效果。无水碳酸钠为弱碱,对设备不会造成腐蚀,且不会污染环境,从环保的角度考虑,我们也应该选用无水碳酸钠作为催化剂。
结束语
微波促进有机化学反应的低能耗、快速高效、高产率和优异的选择性等已经显示出它巨大的优越性。但是目前微波化学领域内存在微波反应器的设计、反应机理的深入研究等诸多问题,微波有机合成的研究主要停留在实验室研究阶段。通过大家的共同努力,将微波技术应用到大规模工业化生产中带来的经济效益和社会效益是不可估量的。
参考文献
[1]尚平,杨永,吴琴雪.浅谈药物合成的副作用[J].科技资讯,2014(2).
[2]尤彩芬.药物合成后处理分析[J].黑龙江科技信息,2013(6).
[3]文瑞明,刘长辉,游沛清,俞善信.阿司匹林合成的研究进展[J].长沙大学学报,2009(5).
[4]张宝华,史兰香,牟微,郭瑞霞.阿司匹林制备研究进展[J].河北工业科技,2008(2).