Tesina d'esame: "La sintesi dell'Aspirina"

METODO D AZIONE DELL’ASA.

Fino al 1963 si ignorava il meccanismo d’azione dell‘Aspirina. In quell’anno il farmacologo Collier avanzò per la prima

volta l’ipotesi che l’acido acetilsalicilico interferisse con i meccanismi di difesa dell’organismo. Da quest’ipotesi

partirono ricerche sulla capacità dell’ASA di inibire la sintesi di prostaglandine, proteine presenti nei tessuti del tratto

gastrointestinale, nei bronchi, nel cervello ecc.. In caso di infezioni, il numero di queste proteine aumenta dando

inizio a una serie di reazioni biologiche con la quale l’organismo reagisce immunologicamente alle emergenze.

Queste sostanze sono perciò responsabili di febbri e infiammazioni. L’ASA inibisce la sintesi di queste proteine per

mezzo dei suoi componenti disciolti nel sangue che catturano l’enzima cicloessigenasi (enzima sintetizzatore delle

prostaglandine.) Questa inibizione indotta è la spiegazione dell’ attenuazione dei sintomi all’ assunzione di acido

acetilsalicilico. Esso agisce sulle manifestazioni patologiche ma non sulle sue cause.

SINTESI DELL’ASPIRINA.

La sintesi dell'acido acetilsalicilico si basa su una sostituzione nucleofila. Il nucleofilo è l'ossigeno fenolico dell'acido

salicilico, che attacca il gruppo carbonile dell'anidride acetica. L'OH fenolico non è un buon nucleofilo e da solo non

reagirebbe con l'anidride. Si ha bisogno, dunque, di un catalizzatore, in grado di protonare l'anidride, in questo caso

l’acido solforico H SO ,che cede il suo ione positivo.

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Nella molecola di Acido Salicilico è presente un gruppo fenolico(idrossibenzene). A causa della risonanza con l’anello

aromatico,l’ossigeno del fenolo, è meno nucleofilo di quello di un alcool;in questo modo il fenolo rende meno

disponibili gli elettroni di “non legame” dell’ossigeno. Per questo, l esterificazione del fenolo avviene facilmente solo

con i derivati più reattivi degli acidi carbossilici come i cloruri acilici e le anidridi,in questo caso anidride acetica..

Nella molecola di acido salicilico è presente anche un gruppo funzionale carbossilico in questo modo l’ acido può

comportarsi sia come acido che come alcool. La presenza dei 2 gruppi funzionali può portare alla formazione di una

piccola quantità di sottoprodotto polimerico. Nell’ esterificazione l’oh fenolico dell’ acido salicilico viene

acetilato,(mutato in estere), dall’ acido acetico per reazione con l’ anidride acetica ad una temperatura di 80°. Così

viene a formarsi l’ acido acetilsalicilico(aspirina).

In eccesso di metanolo il prodotto è salicitato di metile.

Presupposti teorici:

1-La reazione in esame è una sostituzione nucleofila dove il nucleofilo è il gruppo ossidrile del fenolo, dell'acido

salicilico, che attacca il carbonile dell'anidride acetica.

2-L'acido salicilico possiede 2 gruppi ossidrili ma, quello presente sull'anello aromatico, è molto più nucleofilo del

gruppo OH presente sul carbossile poiché, in quest'ultimo, avviene una delocalizzazione di carica con annesse

risonanze le quali poi vanno a interessare tutto il gruppo carbossilico facendo risultare i gruppi OH risonanti, meno

nucleofili.

3-Nonostante tutto l' ossidrile presente sull' anello aromatico, anche essendo il più nucleofilo, non riesce senza una

catalisi acida, sul carbonile anidridico, ad attaccare.

4-La scarsa nucleofilicita dell' ossidrile sul fenolo è data dalla delocalizzazione della carica dell' ossigeno sull' anello

aromatico.

5-L'acido salicilico avendo 2 diversi gruppi funzionali si può comportare nelle reazioni di esterificazione sia come

acido sia come alcool.

Presupposti sperimentali:

1-La reazione per la sintesi dell’ acido acetilsalicilico è reversibile, quindi all' equilibrio e per questo si deve cercare di

spostare l'equilibrio verso i prodotti desiderati sfruttando solubilità, reattività e concentrazione delle specie

chimiche.

2-Per la sintesi dell'acido acetilsalicilico dobbiamo usare specie molto reattive come l'anidride acetica in grado di

reagire con il nucleofilo dell'acido salicilico. c'è anche la possibilità di formazione di una piccola percentuale di

prodotti secondari dati gli altri ossidrili presenti.

Procedimento:

Si prepara in un pallone asciutto da 50 ml, 5g di acido salicilico e 7ml di anidride acetica.

L'anidride acetica è messa in eccesso e non in quantità stechiometrica per spostare l'equilibrio verso i prodotti.

Aggiungere 5 gocce di acido solforico il quale può protonare il carbonile dell'anidride acetica non dando fastidio alla

reazione, data la sua bassissima nucleofilicità.

Scaldare la miscela in un bagno ad acqua a 50° per 10-15 minuti mantenendo la soluzione in agitazione per favorire

la solubilizzazione dell' acido salicilico e il progredire della reazione.

Aggiungere 30 ml di acqua e scaldare per altri 3 minuti per idrolizzare l'anidride acetica in eccesso la quale

impedirebbe la precipitazione dell' acido acetilsalicilico.

Nella fase solubile quindi viene a precipitare l'acido acetilsalicilico sintetizzato, essendo meno polare dei reagenti

usati come l'acido salicilico e l'anidride acetica i quali potrebbero in piccola percentuale esserci, non essendo reagiti

completamente.

La precipitazione dell’ acido acetilsalicilico toglie prodotto alla reazione spostando l’equilibrio ancora più a destra.

Lasciare raffreddare a temperatura ambiente favorendo la formazione del precipitato.

Filtrare il precipitato sotto aspirazione di un imbuto buchner e lavarlo con 20 ml di acqua per purificare

ulteriormente il precipitato da eventuali residui salicilici.

Trasferire il precipitato in una beuta e aggiungere la minima quantità di h20/etoh (4:1) e scaldare fino a completa

dissoluzione.

Si aggiunge una quantità minima di h2o/etoh, poiché c'è la possibilità che nella filtrazione successiva il solvente porti

via anche parte l'acido acetilsalicilico e non solo l'anidride acetica.

Raffreddate la soluzione a temperatura ambiente. Si osserverà la formazione di cristalli Aghiformi;

La cristallizzazione completa cosi il procedimento di purificazione allontanando tracce residue di ch3cooh , h2so4 e

acido salicilico formando cristalli puri, senza residui, trattenuti dal solvente.

Filtrare i cristalli sull' imbuto di buchner e asciugarli sotto aspirazione.

Essiccare il tutto in stufa.

Conclusioni:

Per assicurarci la purezza del acido acetilsalicilico sintetizzato possiamo controllare il

punto di fusione con i valori tabulati (128°-135°) e calcolare la resa.

Ulteriori analisi:

Per quanto riguarda l'analisi qualitativa delle sostanze possiamo ricorrere alla spettroscopia NMR

ad impulsi di radiofrequenze.

Prendiamo in esame l'acido salicilico e l'acido acetilsalicilico.

I segnali elettromagnetici emessi dalle 2 sostanze nella spettroscopia NMR si possono confrontare

grazie al chemical shift(spostamento chimico).Nello spettro NMR gli idrogeni legati ad atomi

elettronegativi risultano deschermati e risentono maggiormente del campo magnetico applicato

e quindi risuoneranno maggiormente a frequenze maggiori. Grazie a queste differenze possiamo osservare

nei nostri composti determinate differenze e uguaglianze come la presenza in tutte e due dei gruppi

OH. Gli OH dell'acido salicilico essendo 2 risuonano a frequenze maggiori. Osserviamo inoltre in tutti

e due gli spettri la presenza degli idrogeni aromatici ma solo in quello dell'acido acetilsalicilico

la presenza del gruppo ch3 molto schermato essendo vicino alle frequenze del tetrametilsilano.

Essendo in presenza anelli aromatici per interpretare lo spettro non possiamo ricorrereo

alla regola della molteplicità (N+1) ma dovremmo attenerci alla sola N.