TỔNG HỢP CHẤT ASPIRIN

Báo cáo thực hành hóa hữu cơ

BÁO CÁO THỰC HÀNH
BÀI 4: TỔNG HỢP ACID ACETYLSALICYLIC
(ASPIRIN)
 
I. Mục đích thí nghiệm
 Tìm hiểu quá trình tổng hợp aspirin trong phòng thí nghiệm, xác định hiệu suất
của phản ứng.
 Phản ứng điều chế aspirin chính là phản ứng este hóa giữa acid salicylic và
anhydride acetic trong môi trường acid.

Cơ chế phản ứng este hóa giữa anhydride acetic và acid salicylic là S N(CO), có
thể được tóm tắt như sau: trước hết nhóm carbonyl của anhydride được proton hóa,
hình thành cation trung gian. Tiếp theo là giai đoạn tấn công của nguyên tử oxygen
trên phân tử acid salicylic vào cation này, kèm theo giai đoạn proton hóa và tạo thành
CH3COOH. Cuối cùng là giai đoạn tách proton tái sinh xúc tác, hình thành sản phẩm
là este.

Nguyễn Gia Minh Nhật – Hóa K35

1


Báo cáo thực hành hóa hữu cơ

II. Cách tiến hành
Qui trình tiến hành thí nghiệm có 2 giai đoạn chính:
 Giai đoạn 1: Điều chế aspirin.
- Cân 5g acid salicylic bằng cân kỹ thuật rồi cho vào bình nón có dung tích 250ml.
Thêm vào bình nón 7ml anhydride acetic và 0,2ml H2SO4 đậm đặc.

- Dùng đũa thủy tinh khuấy cẩn thận hỗn hợp và đun cách thủy ở 60 0C trong
khoảng 30 phút.
- Để nguội và khuấy thêm 15 phút nữa.
 Giai đoạn 2: Tách và tinh chế aspirin.
- Sau khi phản ứng xong, cho vào 75ml nước lạnh và khuấy đều. Lọc hỗn hợp thu
được trên phễu Buncher để thu lấy aspirin thô.
- Rửa kết tủa thu được bằng dung dịch acid acetic loãng (1:1). Sau đó cân khối
lượng aspirin thô thu được.
- Tiến hành kết tinh lại aspirin bằng dung dịch acid acetic loãng (1:1).
+ Hòa tan aspirin thô trong dung môi CH 3COOH loãng đã được đun nóng.
Thêm từ từ lượng dung môi là cho đến khi lượng aspirin tan hết.
+ Lọc nóng dung dịch thu được để loại bỏ tạp chất.
+ Làm lạnh dung dịch bằng nước đá, aspirin sẽ kết tinh.
+ Lọc thu lấy kết tủa trên phễu Buncher. Cân lượng aspirin thu được và tính
hiệu suất.
Sơ đồ tóm tắt quá trình điều chế:

Nguyễn Gia Minh Nhật – Hóa K35

2


Báo cáo thực hành hóa hữu cơ

III. Giải thích cách tiến hành và hiện tượng quan sát
- Phản ứng điều chế aspirin là phản ứng este hóa giữa acid salicylic và anhydride
acetic trong môi trường acid. Phân tử của acid salicylic chứa hai nhóm chức trong đó
có một nhóm chức là phenol và một nhóm chức là acid carbocylic. Do hiệu ứng hút
điện tử mạnh trên nhân của benzen, nên phenol không thể tham gia phản ứng este hóa
với các acid carboxylic mà phản dùng anhydride acid. Phản ứng được tiến hành bằng

cách chuyển phenol thành dạng phenolat trong nước. Khi khi có mặt nhóm cacbocyl
trong nhân benzen, phản ứng của dẫn xuất phenol với anhydric acid tiến hành trong
môi trường nuớc với sự có mặt của một ít acid sunfuric đậm đặc. Tuy nhiên do tính
acid của anhydride mạnh nên ta có thể không cần sử dụng môi trường xúc tác acid
sunfuric mà phản ứng vẫn xảy ra.
- Sau khi cho các chất phản ứng vào bình nón, ta đun cách thủy hỗn hợp trong
vòng 30 phút. Ta thấy hỗn hợp trong bình nón có màu trắng, dạng sệt.
- Sau khi đun, ta để nguội hỗn hợp và khuấy thêm 15 phút để làm già kết tủa
aspirin được tạo thành sau phản ứng.
- Aspirin là tinh thể có độ tan trong nước là 0,33% (ở 25 0C) nên có khả năng hòa
tan trong nước kém. CH3COOH thì tan vô hạn trong nước nên cho H 2O lạnh vào hỗn
hợp, sau đó lọc sẽ thu được aspirin tinh thể kết tinh. Tinh thể aspirin có màu trắng.
Nguyễn Gia Minh Nhật – Hóa K35

3


Báo cáo thực hành hóa hữu cơ

- Aspirin tan kém trong dung dịch CH3COOH loãng nhưng tan tốt khi dung môi
CH3COOH được đun nóng nên CH3COOH loãng được chọn làm dung môi để kết tinh
lại aspirin.
- Sau khi hòa tan aspirin trong dung môi CH 3COOH loãng nóng thì phải lọc nóng
trên phễu Buncher để loại tạp chất. Nếu có tinh thể aspirin kết tinh trong bình lọc thì
phải tráng lại bình hứng bằng dung môi nóng. Sau đó để nguội và làm lạnh hỗn hợp
thu được aspirin kết tinh thành tinh thể hình kim.
- Aspirin có mùi giống như giấm, bởi vì aspirin có thể tự phân tách thành acid
salicylic và acid acetic.
IV. Kết quả thí nghiệm
 Khối lượng aspirin thô thu được là: 9,7g.

Khối lượng aspirin tinh khiết thu được là: 3,91g.
 Tính hiệu suất của phản ứng:
- Số mol acid salicylic ban đầu:
- Số mol anhydride acetic ban đầu:
- Do nacid < nand nên tính khối lượng aspirin sinh ra (theo lý thuyết) theo số mol
của acid salicylic.
- Khối lượng aspirin thu được theo lý thuyết là:
- Hiệu suất của quá trình tổng hợp là:
 Nhận xét:
Hiệu suất của phản ứng tổng hợp aspirin thấp hơn so với lý thuyết, chỉ đạt
66,53% .
Nguyên nhân:
- Phản ứng este hoá là phản ứng thuận nghịch. Ban đầu, tốc độ tạo thành este và
nước lớn, còn tốc độ phản ứng nghịch nhỏ. Khi lượng este và nước tăng lên, tốc độ
phản ứng nghịch tăng cho đến khi thiết lập được cân bằng động học. Ở đó trong 1 đơn

Nguyễn Gia Minh Nhật – Hóa K35

4


Báo cáo thực hành hóa hữu cơ

vị thời gian, lượng este và nước tạo thành sẽ bằng lượng anhydride và axit tạo thành
do sự thủy phân este. Do đó, chỉ có khoảng 2/3 lượng axit và anhydride phản ứng tạo
thành este và nước. Nghĩa là, khi đạt tới trạng thái cân bằng, hiệu suất este không vượt
quá 66,7%. Tuy nhiên có thể chuyển dịch cân bằng theo chiều thuận bằng cách:
+ Dùng dư một trong các chất tham gia phản ứng (trong bài dùng dư
anhydric acetic).
+ Giảm nồng độ chất tạo thành trong phản ứng.

+ Dùng xúc tác để thúc đẩy phản ứng (trong bài dùng acid sunfuric đậm đặc).
- Sai số do làm tròn khi tính toán.
- Quá trình kết tinh lại chưa hoàn toàn, một lượng aspirin bị hòa tan vào acid
acetic.
V. Trả lời câu hỏi
Câu 1:
Các bước tiến hành thí nghiệm (đã nêu ở trên).
Khi tiến hành thí nghiệm, acid salicylic phải khan vì nếu có mặt H 2O, anhydride
acetic dễ bị thủy phân tạo thành acid acetic.
(CH3CO)2O + H2O → 2CH3COOH
Acid salicylic thể tham gia phản ứng este hóa với acid acetic do hiệu ứng hút
điện tử mạnh trên nhân của benzen, phenol không thể chuyển thành dạng phenolat
trong nước nên phenol không thể tham gia phản ứng este hóa với các acid carboxylic
mà phản dùng anhydride acid.
Câu 2:
 Phản ứng tổng hợp acid acetylsalicylic:

 Cách tinh chế aspirin: đã trình bày ở cách tiến hành.
 Ứng dụng của aspirin:
Aspirin thuộc nhóm thuốc chống viêm, không steroid. Aspirin được chỉ định:
- Điều trị các cơn đau vừa và nhẹ, đồng thời có tác dụng hạ sốt.

Nguyễn Gia Minh Nhật – Hóa K35

5


Báo cáo thực hành hóa hữu cơ

- Viêm cấp và mạn như viêm khớp dạng thấp, viêm cột sống dính khớp, thoái hóa

khớp...
- Điều trị dự phòng tái phát nhồi máu cơ tim và nhồi máu não.
Ở những bệnh nhân đã có một lần nhồi máu (nhồi máu cơ tim, nhồi máu não):
Nếu uống với liều thấp và kéo dài có thể làm giảm khoảng 25% nguy cơ nhồi máu tái
phát, nếu không có chống chỉ định dùng thuốc. Những bệnh nhân chưa từng bị nhồi
máu nhưng có ít nhất một yếu tố nguy cơ về bệnh lý tim mạch (rung nhĩ; cơn đau thắt
ngực; tăng huyết áp; đái tháo đường, rối loạn mỡ máu), aspirin có thể làm giảm
khoảng 28% nguy cơ nhồi máu cơ tim và giảm khoảng 15% tỷ lệ tử vong liên quan
đến tai biến. Những người không có yếu tố nguy cơ bệnh tim mạch, aspirin không có
tác dụng dự phòng mà còn có nguy cơ gây chảy máu dạ dày.
- Aspirin còn có vai trò trong thời gian mang thai vì tác dụng lên thành mạch máu.
Aspirin làm giảm nguy cơ biến chứng ở phụ nữ mang thai có tăng huyết áp (tăng huyết
áp xuất hiện trong thời gian có thai). Uống aspirin có thể làm giảm tần số cơn sản giật,
làm giảm máu tụ sau rau thai và nguy cơ chết thai. Ngoài ra, aspirin còn có tác dụng
dự phòng sảy thai muộn ở những phụ nữ đã có tiền sử sảy thai nhiều lần.
- Aspirin có thể tạo thuận lợi cho việc cấy thai vào buồng tử cung và làm giảm
nguy cơ sảy thai sớm.
- Ngoài ra, aspirin còn có vai trò điều trị dự phòng bệnh sa sút trí tuệ do nguyên
nhân mạch máu, có thể làm giảm sự phát triển của khối ung thư và giảm nguy cơ gây
ung thư đại tràng.
Tuy nhiên, khi sử dụng aspirin cần lưu ý những tác dụng phụ mà aspirin có thể
mang lại: aspirin ức chế co bóp tử cung gây trì hoãn chuyển dạ, ức chế cycloxygenase
và sự sản sinh prostaglandin có thể dẫn đến đóng sớm ống động mạch của thai nhi, có
nguy cơ gây tăng huyết áp động mạch phổi và suy hô hấp sơ sinh, nguy cơ chảy máu
tăng ở cả mẹ và thai nhi do đó không được chỉ định trong trường hợp mang thai 3
tháng cuối; aspirin có tác dụng chống ngưng tập tiểu cầu nên có thể gây chảy máu não,
chảy máu tiêu hóa ngay cả khi dùng với liều thấp; aspirin còn gây co thắt phế quản
(hen), độc hại với gan, suy giảm chức năng thận.

Nguyễn Gia Minh Nhật – Hóa K35

6


Báo cáo thực hành hóa hữu cơ

BÁO CÁO THỰC HÀNH
BÀI 1: TỔNG HỢP AXIT PICRIC
(2,4,6-trinitrophenol)
I. Mục đích - Phạm vi ứng dụng
- Tổng hợp axit picric từ hợp chất ban đầu là phenol.
- Sự tổng hợp axit picric dựa vào phản ứng:

Nguyễn Gia Minh Nhật – Hóa K35

7


Báo cáo thực hành hóa hữu cơ

- Bản chất của phản ứng này là phản ứng nitro hóa (sự đưa nhóm nitro (-NO 2) vào
phân tử hợp chất hữu cơ để tạo thành liên kết C-N). Đây là phản ứng thế electronphin.
Phản ứng nitro hóa phenol xảy ra trong điều kiện nhẹ nhàng hơn nitro hóa benzen.

Axit picric được điều chế qua hai giai đoạn: Cho phenol tác dụng với axit
sunfuric đặc để tạo thành axit 2,4-phenoldisunfonic bền, sau đó đun nóng với hỗn hợp
nitro hóa, cả hai nhóm sunfo bị thế bằng nhóm nitro và nhóm nitro thứ ba sẽ tấn công
vào nhân.

- Phạm vi ứng dụng:

+ Hợp chất nitro dãy thơm rất có ý nghĩa thực tế, được dùng chủ yếu làm chất nổ
và được sản xuất ở quy mô công nghiệp khá rộng lớn. Các hợp chất mononitro thơm
dùng làm nguyên liệu để điều chế amin trong công nghiệp phẩm màu. Trong công
nghiệp chất nổ chúng được sử dụng nhiều ở dạng sản phẩm trung gian để sản xuất các
chất nổ phá hoại. Một số hợp chất moninitro được dùng độc lập làm chất phụ gia thuần
hóa cho từng hợp chất trinitro. Chẳng hạn, mononitronaphtalen dùng trong hợp chảy
với trinitrophenol. Các hợp chất dinitro thơm có tính nổ. Một số hợp chất này được sử
dụng làm chất nổ nhưng không dùng độc lập mà thường phối hợp với những chất nổ
khác do sức nổ yếu và tiếp nhận nổ kém. Các hợp chất trinitro thơm được dùng trực
tiếp làm chất nổ.
+ Trong thao tác với kính hiển vi, picric được sử dụng như một chất phản ứng để
nhuộm mẫu vật, ví dụ như nhuộm Gram. Nó cũng có một số sử dụng trong hóa hữu
Nguyễn Gia Minh Nhật – Hóa K35

8


Báo cáo thực hành hóa hữu cơ

cơ nhằm tạo thành muối kết tinh của bazơ hữu cơ (picrate) cho việc nhận dạng và xác
định tính chất.
+ Kiểm tra ma túy còn sử dụng axit picric để phát hiện creatinine bằng phản ứng
Jaffe. Nó tạo thành một hỗn hợp màu phức tạp có thể đo bằng quang phổ kế.
+ Ít thông dụng hơn, axit picric ẩm còn được dùng cho việc nhuộm da hay việc
đóng dấu tạm thời. Nó phản ứng với protein của da tạo ra màu nâu tối và có thể tồn tại
gần một tháng.
+ Đầu thế kỷ 20, axit picric được ngành dược phẩm sử dụng như chất diệt
khuẩn và cách chữa cho phỏng, sốt rét, mụn giộp, đậu mùa.
II. Cách tiến hành
- Giai đoạn 1: Sunfo hóa

Cho 4,2ml phenol và 11ml H2SO4 vào bình cầu 1 cổ dung tích 250ml. Lắn sinh
hàn hồi lưu. Đun cách thủy hỗn hợp đến khi nhận được dung dịch trong suốt.
- Giai đoạn 2: Nitro hóa
Đổ từ từ dung dịch này vào cốc chứa sẵn 17ml nước lạnh và khuấy đều, làm lạnh
bằng nước sau đó tiếp tục vừa khuấy vừa cho từ từ 11ml HNO 3 đậm đặc vào (làm
ngoài trời).
Cho dung dịch trở lại bình cầu rồi tiếp tục đun cách thủy trong vòng 1,5 giờ. Sau
khi làm nguội, axit picric sẽ bắt đầu kết tinh.
- Tách và tinh chế sản phẩm
Thêm vào bình cầu 30ml H2O và khuấy đều, lọc lấy tinh thể trên phễu lọc
Buncher, rửa vài lần bằng nước lạnh, thu được axit picric thô. Cân lấy khối lượng axit
picric thô mthô.
Kết tinh lại bằng etanol 50%. Lọc lấy tinh thể trên phễu lọc Buncher rồi cân lấy
khối lượng axit picric tinh khiết mtinh.
III. Giải thích cách tiến hành
Axit nictric đặc rất dễ oxi hóa phenol nên tốt nhất là sunfo hóa phenol trước để
tạo thành đisunfoaxit, sau đó cho tác dụng với hỗn hợp HNO3+H2SO4đ, khi đó ca hai

Nguyễn Gia Minh Nhật – Hóa K35

9


Báo cáo thực hành hóa hữu cơ

nhóm sunfo được thay thế bằng nhóm nitro và gắn thêm một nhó nitro nữa vào nhân
tạo thành 2,4,6-trinitrophenol (axit picric).
- Giai đoạn 1: Tiến hành sunfo hóa phenol
Phản ứng sunfo hóa phenol tiến hành dễ dàng, sản phẩm là đồng phân ortho hay
para tùy thuộc vào nhiệt độ. Ở nhiệt độ thường sẽ thu được đồng phân ortho, còn khi

đun nóng đến 1000C thì thu được đồng phân para.

Axit 2,4-phenoldisunfonic
Ban đầu, phenol không màu, để trong không khí bị oxi hóa thành màu nâu. Khi
thêm H2SO4 thì dung dịch có màu nâu đỏ và bị đục. Sau khi đung khoảng 30 phút thì
dung dịch trở nên trong suốt.
- Giai đoạn 2: Nitro hóa axit 2,4-phenoldisunfonic
Đổ từ từ hỗn hợp trong bình cầu vào cốc chứa sẵn 17ml nước lạnh và khuấy đều.
Sau đó vừa tiếp tục khuấy vừa cho thêm HNO 3 đậm đặc vào. Giai đoạn này nên làm
ngoài trời để đảm bảo an toàn vì khi cho HNO 3 vào, phản ứng đã lập tức xảy ra, HNO 3
đặc dễ bị phân hủy ngoài ánh sáng sinh ra khí màu nâu đỏ (độc) bay lên. Đây là phản
ứng tỏa nhiệt mạnh nên cần phải làm lạnh. Phải làm theo thứ tự các chất H 2O, axit 2,4phenoldisunfonic, HNO3 đặc, tuyệt đối không làm theo thứ tự ngược lại vì trong hỗn
hợp còn có dư H2SO4 đặc và phenol (phản ứng sunfo hóa xảy ra không hoàn toàn), khi
thêm HNO3 vào rất khó để kiểm soát phản ứng, có thể gây nổ. Do đó trước khi thêm
HNO3 đặc phải cho thêm H2O lạnh vào, sau đó mới cho từ từ HNO3 vào đồng thời phải
làm lạnh để hạn chế phản ứng nổ.
Nguyễn Gia Minh Nhật – Hóa K35

10


Báo cáo thực hành hóa hữu cơ

4HNO3 → 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O
(nâu đỏ)
Cho hỗn hợp vào bình cầu rồi tiếp tục đun cách thủy để phản ứng xảy ra. Dung
dịch trong bình cầu có màu nâu đỏ. Trên đầu ống sinh hàn, ta đậy bằng nút có ống dẫn
khí để dẫn khí NO2 vào cốc đựng nước có chứa vài giọt NaOH (hấp thụ khí NO 2). Đun
khoảng 1,5 giờ thì ngừng đun.

Đây là phản ứng không thuận nghịc, tác nhân ái điện tử là ion nitroni NO 2+ được
sinh ra theo phương trình: HNO3 + H2SO4 ↔ NO2+ + H3O+ + 2HSO4Thực chất là axit nitric bị proton hóa tạo thành H 2NO3 sau đó bị mất nước và cho
ion nitroni. Axit sunfuric còn đóng vai trò hút nước và là dung môi tốt cho hợp chất
hữu cơ.
- Tách và tinh chế sản phẩm
Làm nguội bình cầu, ta thấy một lượng axit picric màu vàng kết tinh lắng xuống
đáy bình cầu. Lọc hỗn hợp trên phễu Buncher, ta thu được khối lượng axit picric thô.
Cân trên cân kỹ thuật để thu được mthô.
Đun khoảng 100ml dung dịch etanol 50% trên bếp điện. Cho axit picric thô vào
cốc, vừa khuấy vừa thêm từ từ etanol 50% vào cho đến khi axit picric tan hết. Đun và
lọc nóng để loại tạp chất (lọc trên phễu Buncher). Sau đó để nguội và làm lạnh từ từ,
axit picric sẽ kết tinh thành tinh thể. Lọc trên phễu Buncher thu được axit picric tinh
khiết màu vàng. Cân trên cân kỹ thuật thu được mtinh.
IV. Kết quả thí nghiệm
Khối lượng phenol ban đầu: 4,2ml ~ 4,2g
Số mol phenol ban đầu là:
Số mol axit picric theo lý thuyết là:
Khối lượng axit picric theo lý thuyết là:

Nguyễn Gia Minh Nhật – Hóa K35

11


Báo cáo thực hành hóa hữu cơ

Khối lượng axit picric thực tế là:
Hiệu suất của quá trình tổng hợp là:
¤ Nhận xét quá trình tổng hợp axit picric:
- Axit picric có dạng tinh thể màu vàng.

- Hiệu suất của quá trình thấp → trong quá trình tiến hành thí nghiệm còn mắc phải
sai số tương đối lớn.
- Sai số của quá trình tổng hợp có thể do:
+ Sai số do dụng cụ đo. Mỗi dụng cụ luôn có một sai số nhất định.
+ Cách nhìn ống đong không chính xác.
+ Thời gian đun hồi lưu ngắn, các phản ứng xảy ra không hoàn toàn.
+ Khi làm lạnh, thời gian làm lạnh ngắn, tinh thể axit picric chưa kết tinh hoàn
toàn.
+ Hóa chất là H2SO4 và HNO3 đậm đặc nên dễ bay hơi, bốc khói trong quá trình
thao tác.
V. Trả lời câu hỏi
Câu 1: Đã trình bày ở phần III (giải thích các bước tiến hành) và phần IV (kết quả thí
nghiệm).
Câu 2: Các phản ứng tổng hợp axit picric
- Giai đoạn sunfo hóa phenol để tạo axit 2,4-phenoldisunfonic

- Giai đoạn nitro hóa axit 2,4-phenoldisunfonic để tạo axit picric:

Để tổng hợp axit picric, người ta thường sunfo hóa phenol trước rồi mới nitro
hóa vì nhóm -OH của phenol dễ bị HNO 3 đặc oxi hóa. Do trong phân tử phenol có sự
liên hợp n → π làm tăng sự phan cực của nhóm hidroxi, đồng thời làm giảm sự phân
Nguyễn Gia Minh Nhật – Hóa K35

12


Báo cáo thực hành hóa hữu cơ

cực của liên kết C-O và tăng mật độ electron trong vòng benzen, do đó phản ứng làm
đứt di li liên kết O-H xảy ra dễ dàng .

/> /> />
Nguyễn Gia Minh Nhật – Hóa K35

13