アスピリンの合成

質問

(1)アスピリンの合成の実験のはじめに使うガラス器具（三角フラスコとピペット）
は乾燥している必要があるはどうしてですか。
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水があると、反応の進行を妨げているのですか？
エステル交換反応は関係あるのですか。もし関係あるなら詳しく教えてくれませんか。また、これとは違う意見があったら教えてください。
(2)生成物をろ過したときのろ液および冷水で２回洗ったときの洗液について、サリチル酸検出反応の結果から何がわかるのですか。教えてください。

回答No.2

noname#62864

(1)に関して回答します。
一般に、フェノールとカルボン酸を混ぜて、それに酸触媒を加えても、エステルの生成は起こりにくいです。
その理由は、アルコールの場合と異なり、フェノールは酸性を示すために、「エステル＋水」の状態よりも「カルボン酸＋フェノール」の状態の方が安定になるからです。

エステルのアルコール側が別のアルコールに変わることをエステル交換といいますが、アルコールと水の化学的な類似性を考えるならば、酸触媒存在下での、エステルの加水分解もエステル交換と同等の反応と見なせます。
上述のように、フェノールは水よりも強酸であるために、一般にフェノールのエステルはアルコールのエステルよりも加水分解されたり、他の「アルコール」とエステル交換を起こしやすい傾向があります。

すなわち、フェノール類のエステル化の際に水が共存した場合には、アルコールのエステル以上に、加水分解が起こりやすい（あるいはエステルの生成が困難になる）傾向があります。

回答No.1

DexMachina

(1)について:
アスピリン(=アセチルサリチル酸)はサリチル酸を何らかの方法で
サリチル化するわけですが、これを硫酸触媒下の酢酸で行うなら
脱水反応になります。

　C6H4(OH)CO2H ＋ CH3CO2H　←→　C6H4(OCOCH3)CO2H ＋ H2O

この反応は平衡反応なので、水があればその分、平衡が右に移るため、
収率が悪くなります。

また、サリチル化の他の手段として、無水酢酸やアセチルクロリドを使う
方法がありますが、この場合は、そのアセチル化剤が水によって
加水分解を受けますので、水がない場合に比べ、やはり収率が落ちます。

　(CH3CO)2O ＋ H2O　→　2CH3CO2H
　CH3COCl　＋　H2O　→　CH3CO2H ＋ HCl

このため、アセチル化を行う場合は、水が反応系内に入るのは
極力避けるべきということになります。

(2)について:
反応終了後の反応液の中には、目的物であるアセチルサリチル酸の他、
原料のサリチル酸や酢酸、無機酸(→触媒の硫酸や、アセチルクロリド
から生じた塩酸)なども混ざっています。
このうち、サリチル酸は比較的溶解性が低く固体でもあるため、
アセチルサリチル酸と一緒に濾紙上に残りやすくなっています。
逆に言えば、サリチル酸が除去できていれば、洗浄は充分と判断できます。
従って、洗液からサリチル酸が検出されなくなれば、
充分に洗浄されたということがわかります。

お礼

丁寧に解答してくださってありがとうございます。
とても参考になりました。