Darstellung von ASS - BRG Krems Ringstraße

Darstellung von ASS
Grundlagen
Eine der einfacher durchzuführenden organischen Reaktionen ist die Bildung eines Esters aus einer
Säure und einem Alkohol:
In dieser Gleichung stehen R und R’ für Wasserstoffatome oder organische Reste wie –CH3,
-C2H5 oder komplexere Gruppen. Es gibt viele Ester, da es viele organische Säuren und Alkohole gibt,
aber alle können im Prinzip nach Gleichung (1) dargestellt werden. Die treibende Kraft für die
Reaktion (Reaktionsenthalpie) ist im Allgemeinen nicht sehr groß, so dass sich am Ende ein
Gleichgewicht aus einer Mischung von Ester, Wasser, Alkohol und Säure einstellt.
Einige Ester sind wegen ihrer hohen Molmasse oder ihrer starken zwischenmolekularen Kräfte feste
Stoffe. Meistens sind die Ester in Wasser unlöslich und können so aus dem Gemisch durch
Kristallisation abgetrennt werden.
Dieses Experiment beschäftigt sich mit einem solchem bei Zimmertemperatur festen
wasserunlöslichen Ester, der Acetylsalicylsäure oder kurz ASS genannt wird. ASS ist eines der
gebräuchlichsten Schmerzmittel und wird z.B. von der Fa. Bayer als Aspirin in den Handel gebracht.
ASS kann durch die Reaktion der Carboxyl-(-COOH)-Gruppe der Ethansäure (Essigsäure) mit der
Hydroxyl-(-OH)-Gruppe der 2-Hydroxybenzoesäure (Salicylsäure) gewonnen werden.
Setzt man anstelle der Ethansäure Acetanhydrid ein, kann die Ausbeute an ASS erhöht werden. Das
Anhydrid kann als Produkt der Reaktion von 2 Molekülen Ethansäure betrachtet werden, bei der ein
Molekül Wasser abgespaltet wird. Das Anhydrid reagiert mit dem bei der Veresterung gebildeten
Wasser (zu Ethansäure) und verschiebt so das Gleichgewicht nach rechts. Weiters setzt man einen
Katalysator, meist Schwefel- oder Phosphorsäure, zur Beschleunigung der Reaktion ein.
Experimentelle Ausführung der Synthese
In einen 50ml Erlenmeyerkolben 2,0 g Salicylsäure einwägen. Mit einem Messzylinder 5,0 ml
Acetanhydrid hinzufügen. 5 Tropfen 85%ige Phosphorsäure zutropfen. Den Kolben auf dem
Wasserbad bei 80°C 15 Minuten unter gelegentlichem Umrühren mit einem Glasstab erwärmen.
Danach sollte die Reaktion beendet sein. Vorsichtig 2 ml Wasser zufügen, um überschüssiges
Acetanhydrid zu zerstören. Als Folge dieser Zersetzungsreaktion werden aus dem Kolben heiße
Essigsäuredämpfe entweichen.
Wenn die Dampfentwicklung aufgehört hat, den Kolben aus dem Wasserbad nehmen und weitere 20
ml Wasser zugeben. Den Kolben einige Minuten an der Luft abkühlen lassen. ASS sollte nun
auszukristallisieren beginnen. Zur Beschleunigung der Kristallisation und Erhöhung der Ausbeute den
Kolben mit Eis kühlen. Sollte die Kristallisation gehemmt sein, mit dem Glasstab an der
Kolbeninnenseite kratzen.
ASS mit der Wasserstrahlpumpe abnutschen (filtrieren). Den Unterdruck wegnehmen, 5ml eiskaltes
destilliertes Wasser über die ASS leeren, nach 15 Sekunden absaugen. Den Waschvorgang
wiederholen. Ein paar Minuten trocken saugen und die ASS auf trockenes Filterpapier übertragen. Die
trockene ASS im Wägegläschen wägen.
Untersuchung der Eigenschaften der ASS
1.Löslichkeit
Mit dem Spatel erbsengroße Proben in jeweils 1 ml folgender Lösungsmittel bringen:
Toluen,
Trichlorethan,
Ethansäureethylester,
; unpolar; aromatisch
, unpolar, aliphatisch
; aliphatischer Ester
Ethanol,
; polar, aliphatisch, Wasserstoffbrücken
Propanon (Aceton),
; polar; aliphatisch; keine Wasserstoffbrücken
2.Schmelzpunkt
Die Schmelzpunktbestimmung ist eines der zuverlässigsten Reinheitskriterien. Die Messung erfolgt
mit der Kofler’schen Heizbank. Beim Erreichen des Schmelz-punktes beginnen die Kristalle zu
erweichen.
Messungen und Rechnungen
1mol Salicylsäure
→
1mol ASS
138,12g Salicylsäure
→
180,12g ASS
2,0g Salicylsäure
→
x
Die theoretische ASS – Ausbeute aus 2,0g Salicylsäure wäre 2,6g ASS. In unserem Versuch war die
tatsächliche Ausbeute 1,9g ASS.
Der Schmelzpunkt von Aspirin beträgt 136°C, der Schmelzpunkt unseres Endproduktes betrug ca.
132°–133°C.