Question

11．阿司匹林的有效成分是乙酰水楊酸（）．實驗室以水楊酸（鄰羥基苯甲酸）與醋酸酐[（CH₃CO）₂O]為主要原料合成乙酰水楊酸，制備的主要反應為：

操作流程如下：

已知：水楊酸和乙酰水楊酸均微溶于水，但其鈉鹽易溶于水，醋酸酐遇水分解生成醋酸．
回答下列問題：
（1）合成過程中最合適的加熱方法是水浴加熱．
（2）制備過程中，水楊酸會形成聚合物的副產物．寫出該聚合物的結構簡式．
（3）粗產品提純：
①分批用少量飽和NaHCO₃溶解粗產品，目的是使乙酰水楊酸轉化為易溶于水的乙酰水楊酸鈉，便于與聚合物分離．
②濾液緩慢加入濃鹽酸中，看到的現象是有渾濁產生．
③檢驗最終產品中是否含有水楊酸的化學方法是取少量結晶于試管中，加蒸餾水溶解，滴加FeCl₃溶液，若呈紫色則含水楊酸．
（4）阿司匹林藥片中乙酰水楊酸含量的測定步驟 （假定輔料不參與反應）：
Ⅰ．稱取阿司匹林樣品m g；
Ⅱ．將樣品研碎，溶于V₁mL a mol•L^-1 NaOH（過量）并加熱，除去輔料等不溶物，將所得溶液移入錐形瓶；
Ⅲ．向錐形瓶中滴加幾滴甲基橙，用濃度為b mol•L^-1的標準鹽酸到滴定剩余的NaOH，消耗鹽酸的體積為V₂mL．
①寫出乙酰水楊酸與過量NaOH溶液加熱發生反應的化學方程式．
②阿司匹林藥片中乙酰水楊酸質量分數的表達式為$\frac{0.180（a{V}_{1}-b{V}_{2}）}{3m}$．

Answer 1

分析 醋酸酐和水楊酸混合，然后向混合溶液中加入濃硫酸，搖勻后加熱至85℃，然后冷卻、過濾、水洗得到粗產品，然后向粗產品中加入飽和碳酸氫鈉溶液，使乙酰水楊酸轉化為易溶于水的乙酰水楊酸鈉，從而除去雜質；然后加入濃鹽酸除去剩余的碳酸氫鈉、將乙酰水楊酸鈉轉化為乙酰水楊酸，最后過濾、洗滌、干燥得到乙酰水楊酸．
（1）控制溫度85℃，應采取水浴加熱；
（2）水楊酸含有羧基和羥基，可以發生縮聚反應；
（3）①飽和NaHCO₃可以使乙酰水楊酸轉化為易溶于水的乙酰水楊酸鈉，便于與聚合物分離；
②強酸可以制取弱酸，生成乙酰水楊酸，乙酰水楊酸微溶于水；
③水楊酸中含有酚羥基，遇FeCl₃溶液發生顯色反應；
（4）①羧基能與氫氧化鈉反應，水解得到的酚羥基、乙酸與去氧化鈉反應；
②計算乙酰水楊酸消耗的氫氧化鈉的物質的量，結合乙酰水楊酸的物質的量是消耗的氫氧化鈉的物質的量的$\frac{1}{3}$，可以得到阿司匹林藥片中乙酰水楊酸質量分數．

解答 解：醋酸酐和水楊酸混合，然后向混合溶液中加入濃硫酸，搖勻后加熱至85℃，然后冷卻、過濾、水洗得到粗產品，然后向粗產品中加入飽和碳酸氫鈉溶液，使乙酰水楊酸轉化為易溶于水的乙酰水楊酸鈉，從而除去雜質；然后加入濃鹽酸除去剩余的碳酸氫鈉、將乙酰水楊酸鈉轉化為乙酰水楊酸，最后過濾、洗滌、干燥得到乙酰水楊酸．
（1）控制溫度85℃，溫度低于100℃，應采取水浴加熱，受熱均勻，便于控制溫度，
故答案為：水浴加熱；
（2）水楊酸含有羧基和羥基，可以發生縮聚反應生成高聚物，得到高聚物為：，
故答案為：；
（3）①用少量飽和NaHCO₃溶解粗產品，目的是使乙酰水楊酸轉化為易溶于水的乙酰水楊酸鈉，便于與聚合物分離，
故答案為：使乙酰水楊酸轉化為易溶于水的乙酰水楊酸鈉，便于與聚合物分離；
②濾液緩慢加入濃鹽酸中，生成乙酰水楊酸，乙酰水楊酸微溶于水，所以會有渾濁產生，
故答案為：有渾濁產生；
③酚羥基能和氯化鐵發生顯色反應，檢驗最終產品中是否含有水楊酸的化學方法是：取少量結晶于試管中，加蒸餾水溶解，滴加FeCl₃溶液，若呈紫色則含水楊酸，
故答案為：取少量結晶于試管中，加蒸餾水溶解，滴加FeCl₃溶液，若呈紫色則含水楊酸；
（4）①羧基能與氫氧化鈉反應，水解得到的酚羥基、乙酸與去氧化鈉反應，反應方程式為：，
故答案為：；
②乙酰水楊酸消耗的氫氧化鈉的物質的量為：aV₁×10^-3-bV₂×10^-3，乙酰水楊酸的物質的量是消耗的氫氧化鈉的物質的量的$\frac{1}{3}$，阿司匹林藥片中乙酰水楊酸質量分數的表達式為$\frac{0.180（a{V}_{1}-b{V}_{2}）}{3m}$，
故答案為：$\frac{0.180（a{V}_{1}-b{V}_{2}）}{3m}$．

點評 本題考查有機物的制備與合成，關鍵是明確實驗原理與官能團的性質，注意對題目信息的應用，掌握物質分離提純常用方法，較好的考查學生分析能力與知識遷移應用，題目難度中等．