Question

11．阿司匹林的有效成分是乙酰水杨酸（）．实验室以水杨酸（邻羟基苯甲酸）与醋酸酐[（CH₃CO）₂O]为主要原料合成乙酰水杨酸，制备的主要反应为：

操作流程如下：

已知：水杨酸和乙酰水杨酸均微溶于水，但其钠盐易溶于水，醋酸酐遇水分解生成醋酸．
回答下列问题：
（1）合成过程中最合适的加热方法是水浴加热．
（2）制备过程中，水杨酸会形成聚合物的副产物．写出该聚合物的结构简式．
（3）粗产品提纯：
①分批用少量饱和NaHCO₃溶解粗产品，目的是使乙酰水杨酸转化为易溶于水的乙酰水杨酸钠，便于与聚合物分离．
②滤液缓慢加入浓盐酸中，看到的现象是有浑浊产生．
③检验最终产品中是否含有水杨酸的化学方法是取少量结晶于试管中，加蒸馏水溶解，滴加FeCl₃溶液，若呈紫色则含水杨酸．
（4）阿司匹林药片中乙酰水杨酸含量的测定步骤 （假定辅料不参与反应）：
Ⅰ．称取阿司匹林样品m g；
Ⅱ．将样品研碎，溶于V₁mL a mol•L^-1 NaOH（过量）并加热，除去辅料等不溶物，将所得溶液移入锥形瓶；
Ⅲ．向锥形瓶中滴加几滴甲基橙，用浓度为b mol•L^-1的标准盐酸到滴定剩余的NaOH，消耗盐酸的体积为V₂mL．
①写出乙酰水杨酸与过量NaOH溶液加热发生反应的化学方程式．
②阿司匹林药片中乙酰水杨酸质量分数的表达式为$\frac{0.180（a{V}_{1}-b{V}_{2}）}{3m}$．

Answer 1

分析 醋酸酐和水杨酸混合，然后向混合溶液中加入浓硫酸，摇匀后加热至85℃，然后冷却、过滤、水洗得到粗产品，然后向粗产品中加入饱和碳酸氢钠溶液，使乙酰水杨酸转化为易溶于水的乙酰水杨酸钠，从而除去杂质；然后加入浓盐酸除去剩余的碳酸氢钠、将乙酰水杨酸钠转化为乙酰水杨酸，最后过滤、洗涤、干燥得到乙酰水杨酸．
（1）控制温度85℃，应采取水浴加热；
（2）水杨酸含有羧基和羟基，可以发生缩聚反应；
（3）①饱和NaHCO₃可以使乙酰水杨酸转化为易溶于水的乙酰水杨酸钠，便于与聚合物分离；
②强酸可以制取弱酸，生成乙酰水杨酸，乙酰水杨酸微溶于水；
③水杨酸中含有酚羟基，遇FeCl₃溶液发生显色反应；
（4）①羧基能与氢氧化钠反应，水解得到的酚羟基、乙酸与去氧化钠反应；
②计算乙酰水杨酸消耗的氢氧化钠的物质的量，结合乙酰水杨酸的物质的量是消耗的氢氧化钠的物质的量的$\frac{1}{3}$，可以得到阿司匹林药片中乙酰水杨酸质量分数．

解答 解：醋酸酐和水杨酸混合，然后向混合溶液中加入浓硫酸，摇匀后加热至85℃，然后冷却、过滤、水洗得到粗产品，然后向粗产品中加入饱和碳酸氢钠溶液，使乙酰水杨酸转化为易溶于水的乙酰水杨酸钠，从而除去杂质；然后加入浓盐酸除去剩余的碳酸氢钠、将乙酰水杨酸钠转化为乙酰水杨酸，最后过滤、洗涤、干燥得到乙酰水杨酸．
（1）控制温度85℃，温度低于100℃，应采取水浴加热，受热均匀，便于控制温度，
故答案为：水浴加热；
（2）水杨酸含有羧基和羟基，可以发生缩聚反应生成高聚物，得到高聚物为：，
故答案为：；
（3）①用少量饱和NaHCO₃溶解粗产品，目的是使乙酰水杨酸转化为易溶于水的乙酰水杨酸钠，便于与聚合物分离，
故答案为：使乙酰水杨酸转化为易溶于水的乙酰水杨酸钠，便于与聚合物分离；
②滤液缓慢加入浓盐酸中，生成乙酰水杨酸，乙酰水杨酸微溶于水，所以会有浑浊产生，
故答案为：有浑浊产生；
③酚羟基能和氯化铁发生显色反应，检验最终产品中是否含有水杨酸的化学方法是：取少量结晶于试管中，加蒸馏水溶解，滴加FeCl₃溶液，若呈紫色则含水杨酸，
故答案为：取少量结晶于试管中，加蒸馏水溶解，滴加FeCl₃溶液，若呈紫色则含水杨酸；
（4）①羧基能与氢氧化钠反应，水解得到的酚羟基、乙酸与去氧化钠反应，反应方程式为：，
故答案为：；
②乙酰水杨酸消耗的氢氧化钠的物质的量为：aV₁×10^-3-bV₂×10^-3，乙酰水杨酸的物质的量是消耗的氢氧化钠的物质的量的$\frac{1}{3}$，阿司匹林药片中乙酰水杨酸质量分数的表达式为$\frac{0.180（a{V}_{1}-b{V}_{2}）}{3m}$，
故答案为：$\frac{0.180（a{V}_{1}-b{V}_{2}）}{3m}$．

点评 本题考查有机物的制备与合成，关键是明确实验原理与官能团的性质，注意对题目信息的应用，掌握物质分离提纯常用方法，较好的考查学生分析能力与知识迁移应用，题目难度中等．