有机化学实验讲义
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COOH
OH
+(CH3CO)2OH+COOHOCOCH3+CH3COOH
COOH
OH
COO
O
COO
COO
+
H2O
实验1 乙酰水杨酸（阿斯匹林）的制备
一、目的与要求
学习阿斯匹林制备的实验方法及其实验原理。
二、基本原理
乙酰水杨酸，通常称为阿斯匹林(aspirin)，是由水杨酸(邻羟基苯甲酸)和乙酸酐合成的。早在十八世纪，人们已从柳
树皮中提取了水杨酸，注意到它可以作为止痛、退热和抗炎药，不过对肠胃刺激作用较大。19世纪末，人们终于合成了
可以代替水杨酸的有效药物——乙酰水杨酸，直到目前，阿斯匹林仍然是一个广泛使用的具有解热止痛作用、用于治疗
感冒的药物。
水杨酸是一个具有酚羟基和羧基双官能团化合物，能进行两种不同的酯化反应。当与乙酸酐反应时，可以得到乙酰
水杨酸，即阿斯匹林；如与过量的甲醇反应，生成水杨酸甲酯，它是第一个作为冬青树的香味成分被发现的，因此通称
为冬青油。本实验将进行前一个反应的试验。
反应式：
在生成乙酰水杨酸的同时，水杨酸分子之间可以发生缩合反应，生成少量聚合物：
乙酰水杨酸能与碳酸氢钠反应生成水溶性钠盐，而副产物聚合物不能溶于碳酸氢钠，这种性质上的差别可用于阿斯
匹林的纯化。
可能存在于最终产物中的杂质是水杨酸本身，这是由于乙酰化反应不完全或由于产物在分离步骤中发生水解造成的。
它可以在各步纯化过程和产物的重结晶过程中被除去。与大多数酚类化合物一样，水杨酸可与三氯化铁形成深色络合物；
阿斯匹林因酚羟基已被酰化，不再与三氯化铁发生颜色反应，因此杂质很容易被检出。
三、化学试剂
水杨酸 C.P. ≥99％ 乙酸酐 C.P. ≥96％
物理常数及化学性质：
水杨酸(salicylic acid)：分子量138.12，熔点159℃(易
升华)。微溶于冷水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，有一定的毒性，长期接触水杨酸粉末，易引起咽喉和支气管疾患。
乙酰水杨酸(acetylic salicylic acid)：分子量180.15，熔点135~136℃。微溶于水，易溶于乙醇和乙醚。
四、实验步骤
在100毫升的干燥圆底烧瓶中加入4g水杨酸和10毫升新蒸馏的乙酸酐，在震摇下缓慢滴加10滴浓硫酸，安装普
通回流装置，在水浴上加热至80-85摄氏度，反应20分钟。稍冷后，拆下回流装置，将反应液在搅拌下倒入称有100毫
升冷水的烧杯中，用冰水浴冷却，放置20分钟，待结晶析出，减压抽滤，晶体用少量的冷水洗涤2次，抽滤后晾干称重。
在100mL的锥形瓶中放置6.3g（0.045mol）干燥的水杨酸和9.5g（约9mL，0.09mol）乙酸酐[1]，然后加10滴浓硫
酸，充分摇动。水浴上加热，水杨酸立即溶解，保持水浴温度在80℃左右[2]，维持25min左右，并时加振摇。稍微冷却
后，在不断搅拌下倒入100mL冷水中，并冷却15min，抽滤。乙酰水杨酸粗产品用冷水洗涤两次，烘干得乙酰水杨酸，
重约7.6g（产率约92.5%）。
注释：
[1] 水杨酸应当干燥，乙酸酐应当是新蒸的，收集139-140℃的馏分。
[2] 反应温度不宜过高，否则将增加副产物的生成，如水杨酰水杨酸酯、乙酰水杨酰水杨酸酯。
五、思考题
1、浓硫酸在反应中起什么作用？
2、怎样用水杨酸制备冬青油水杨酸甲酯。
实验2 从茶叶中提取咖啡碱
一、目的与要求
1、学习索氏提取器的操作
2、认识咖啡碱的结构和提取方法
二、基本原理
咖啡碱（又称咖啡因, Caffeine）具有刺激心脏，兴奋大脑神经和利尿等作用。主要用作中枢神经兴奋药。它也是复
方阿斯匹林（A、B、C）等药物的组分之一。现代制药工业多用合成方法来制得咖啡碱。
茶叶中含有多种生物碱，其中咖啡碱含量约1~5％，丹宁酸（或称鞣酸）约占11~12%，色素、纤维素、蛋白质等约
占0.6%。咖啡碱是弱碱性化合物，易溶于氯仿（12.5％）、水（2％）、乙醇（2％）、热苯(5%)等。丹宁酸易溶于水和乙
醇，但不溶于苯。
咖啡碱为嘌呤的衍生物，化学名称是三甲基二氧嘌呤，其结构式：
含结晶水的咖啡碱为白色针状结晶粉末，味苦。能溶于水、乙醇、丙酮、氯仿等。微溶于石油醚，在100℃时失去
结晶水开始升华，120℃时升华相当显著，170℃以上升华加快。无水咖啡碱的熔点为238℃。
从茶叶中提取咖啡碱，是用适当的溶剂（氯仿、乙醇、苯等）在脂肪提取器中连续抽提，然后浓缩而得到粗咖啡碱。
粗咖啡碱中还含有一些其它的生物碱和杂质，可利用升华进一步提纯。
三、化学试剂
茶叶（市售）；乙醇（95％）C.P.；生石灰粉C.P.
四、操作步骤（连续萃取法）
称取10g茶叶，在研钵中研细，放入滤纸筒内，上孔用滤纸盖好，在圆底烧瓶内加80毫升乙醇，安装于水浴锅中，
在索氏提取器中放入已装入茶叶末的滤纸筒，并与圆底烧瓶连接，在索氏提取器的上口连接球型冷凝管，接通冷凝管上
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下水后，用水浴加热，回流提取，直到虹吸管内颜色变淡，约需2-3小时，当冷凝液刚刚虹吸下去时，立即停止加热。
稍冷后，拆除索氏提取器，改成蒸馏装置，回收提取液中大部分乙醇。
趁热将烧瓶中的残液倒入干燥的蒸发皿中，加入4g研细的生石灰粉，均匀搅拌成糊状，将蒸发皿移至水浴上方，在
蒸汽浴上加热，不断搅拌，直到变成疏松的粉末状，水分全部被除去为止。
冷却后，盖上一张刺有许多细密小孔的滤纸，在玻璃漏斗的进口处塞上一小团棉花，将其盖在滤纸上，用沙浴缓慢
加热升华，控制沙浴温度在220摄氏度左右。当观察到纸上出现白色针状晶体时，暂停加热，让其自然冷却到100摄氏
度时，用小刀刮下咖啡因。搅拌残渣后，重复操作一次，使升华完全。
称取茶叶末10g，装入脂肪提取器的滤纸套筒内[注1]，在烧瓶中加入120 mL 95%的乙醇，用电热套加热。连续提取
1.5~2h[注2]，待冷凝液刚刚虹吸下去时，立即停止加热。将提取液转入250mL蒸馏瓶内，蒸馏回收大部分乙醇。然后把
残液倾入蒸发皿中，加入3~4g生石灰粉[注3]，在电热套上蒸干。最后焙炒片刻，使水分全部除去[注4]，冷却后，擦去沾在
边上的粉末，以免升华时污染产物。
取一只合适的玻璃漏斗，罩在隔以刺有许多小孔的滤纸的蒸发皿上，用电热套小心加热升华[注5]。当纸上出现白色针
状结晶时，要适当控制电压或暂时关闭电源，尽可能使升华速度放慢，提高结晶纯度，如发现有棕色烟雾时，即升华完
毕，停止加热。冷却后，揭开漏斗和滤纸，仔细地把附在纸上及器皿周围的咖啡碱结晶用小刀刮下，残渣经拌和后，再
加热升华一次。如产品中带有颜色和含有杂质，也可用热水重结晶提纯。产品约45~65mg。实测熔点236~238℃（文献
238℃）。
附注：
[1] 滤纸套大小既要紧贴器壁又要能方便放置，其高度不得超过虹吸管，滤纸包茶叶末时要严防漏出而堵塞虹吸管，纸套上面盖一层滤纸，
以保证回流液均匀浸透被萃取物。
[2] 若提取液颜色很淡，即可停止提取。
[3] 生石灰起中和作用，以除去部分杂质。
[4] 如留有少量水分，会在下一步升华开始时带来一些烟雾。
[5] 升华操作是试验成功的关键，升华过程中始终都应严格控制加热温度，温度太高，会发生碳化，从而将一些有色物带入产品。再升华时，
也要严格控制加热温度。
