سنتز استن

در تمام روش های مربوط به سنتز استن (CH₃ – CO – CH₃)، از یک هیدروکربور سه کربنه به عنوان ماده اولیه استفاده می شود. و به طور خلاصه روش های مربوط به این سنتز به سه دسته تقسیم می گردد :

روش سلانز – وارن:

در این روش قسمتی از پروپان را بوسیله احتراق ناقص در درجه حرارت پایین (300 درجه سانتی گراد) اکسیده می نمایند. مواد حاصله از این عمل بی شمار است زیرا تمام درجات مختلف اکسیداسیون (برای تشکیل الکل ها، آلدئید ها، اسیدها، اکسید کربن، گاز کربنیک، همچنین تمام موادی که از اثر این فرآورده ها بر روی یکدیگر بدست می آید) در این شرائط امکان پذیر می باشد. راندمان ماکزییم استون در مواد حاصل از عمل احتراق قسمتی در حدود 13 درصد است. تهیه استن بدین طریق کمی گران تمام می شود اما باید توجه داشت که این روش برای تهیه استالدئید است و استن یک محصول فرعی بشمار می رود.

روش انتخابی برای تهیه استن:

در این روش از پروپیلن به عنوان ماده اولیه استفاده می گردد. این جسم در مقابل اسید سولفوریک آب جذب نموده به ایزوپروپانول مبدل می گردد که در اثر هیدروژن گیری از آن می توان استن بدست آورد.

H₂SO₄

CH₃ – CH= CH₂ + H₂O -->  CH₃ – CHOH – CH₃

Ni

CH₃ – CHOH – CH₃ --> CH₃ – CO – CH₃ + H₂

دومین مرحله (یعنی هیدروژن گیری) همیشه در مقابل کاتالیزور جامدی مثل نیکل انجام می گیرد. ممکن است عمل را در فاز گازی شکل و دمای بالا  (طریقه شل) یا در فاز مایع با دمای ملایم (روش موسسه فرانسوی نفت) انجام داد. انتخاب دقیق شرائط عمل در دو مرحله فوق سبب گردیده است که راندمان عمل خیلی خوب و قابل ملاحظه باشد. با وصف این مطلب این روش بوسیله متد بعدی مورد رقابت قرار گرفته است زیرا در طریقه سوم علاوه بر استن می توان فنل هم تهیه نمود.

روش کومن:

در این روش با استفاده از مواد اولیه بنزن و پروپیلن می توان ترکیبات فنل و استن را تهیه نمود. بنزن و پروپیلن به نسبت یک مول  - یک مول در مجاورت کاتالیزور اسید در فاز هتروژن (H₃PO₄) یا هموژن (H₂SO₄) کندانسه می گردد و در نتیجه به ایزوپروپیل بنزن (که کومن نامیده می شود.) تبدیل می شود. مایع حاصله در اثر گاز اکسیژن کومن می نماید که از هیدرولیز آن در حدود 90 در جه سانتی گراد استن و فنل تهیه می گردد.

این طریقه سنتز کاملا انتخابی است و فعلا موارد استعمال هر دو محصول که تواما می شود تقریبا یکسان و برابر می باشد و اگر هم تغییراتی از نظر احتیاج در بازار آید مازاد یکی از آنها را می توان به موادی دیگری تبدیل نمود.

سنتز سیکلوهگزانون

سیکلوهگزانون را میتوان از اکسایش سیکلوهگزانول توسط اسید کرومیک تهیه کرد. بدلیل اینکه کرومیک اسید نمی تواند به مدت طولانی پایدار بماند باید آنرا به مقدار لازم و تازه تهیه کرد. برای این کار از مخلوط سدیم بی کرومات يا پتاسیم بی کرومات و اسید سولفوریک استفاده می شود.

روش کار

10 سی سی سولفوریک اسید غلیظ را به 50 سی سی آب سرد در یک ارلن 250 سی سی اضافه کنید. سپس 10 گرم سیکلوهگزانول به آن اضافه کرده و کاملا به هم بزنید. در یک بشر کوچک محلولی از 10.5 (ده و نیم) گرم سدیم دی کرومات دو آبه در 20 سی سی آب تهیه کرده وآنرا به قیف جدا کننده منتقل کنید. دمای محلول اسید و الکل را در حدود 30 درجه سانتیگراد تنظیم کرده و محلول دی کرومات را ضمن به هم زدن قطره قطره همراه به هم زدن شدید به آن اضافه کنید. واکنش گرمازا بوده و دمای مخلوط واکنش به سرعت زیاد خواهد شد. سرعت افزایش معرف را به گونه ای تنظیم کنید که دما از 50 درجه سانتیگراد بالاتر نرود. در صورت افزایش بیش از حد دما، ارلن محتوی مخلوط واکنش را در حمام آب سرد بگذارید و دما را تا حدود 50 درجه سانتیگراد پایین بیاورید. بعد از افزایش تمام دی کرومات، مخلوط واکنش را تا هنگامی به هم بزنید که دیگر افزایش دما مشاهده نشود. پس از آن محتوی ارلن را به مدت 40 دقیقه ضمن به همزدن ملایم در دمای آزمایشگاه به حال خود بگذارید.

مخلوط واکنش را به یک بالن تقطیر 250 سی سی منتقل کرده و حدود 70 سی سی آب به آن اضافه کنید. مبرد را برای تقطیر ساده وصل کرده و با افزایش دو تکه سنگ جوش تقطیر مخلوط را تا به دست آوردن 60 سی سی مایع تقطیر شده ادامه دهید.

 لایه آبی جمع آوری شده را با (نمک خوراکی) NaCl اشباع نموده (حدود 10 گرم) و لایه آلی (بالایی) که سیکلوهگزانون میباشد را توسط قیف جداکننده جدا کنید. در صورت تمایل به راندمان گیری دقیق، فاز آبی را با کمی اتر و یا دی‌کلرو متان استخراج کرده و پس از تبخیر حلال، باقیمانده را به سیکلوهگزانون قبلی اضافه کنید. سیکلوهگزانون ناخالص حاصل را با کمی منیزیم سولفات انیدر (MgSO₄) خشک کنید و سپس آنرا در یک بالن تقطیر کوچک ریخته و تقطیر کنید. مایع جمع آوری شده در محدوده دمایی 155 – 151 درجه سانتیگراد، سیکلوهگزانون خالص میباشد.

مکانیسم

تهیه سیکلوهگزن

یکی از روشهای تهیه ترکیبات سیر شده آبگیری از الکلها در مجاورت یک اسید معدنی مثل اسید سولفوریک است. مکانیسم این واکنش در سه مرحله صورت میگیرد.

1- انتقال یک پروتون از اسید به الکل و تشکیل الکل پروتونه

2- جدا شدن یک مولکول آب و بوجود آمدن یون کربونیوم

3- خروج یک پروتون از یون کربونیوم و تشکیل آلکن

روش کار:

50 گرم سیکلوهگزانول را در یک بالن 250 میلی لیتری دو دهانه که مجهز به یک مبرد برگشتی و یک دماسنج است ریخته و 3 میلی لیتر اسید سولفوریک غلیظ را کم کم و در حال به هم زدن به آن اضافه کنید. آنگاه چند عدد سنگ جوش ریخته و بالن را به مدت نیم ساعت رفلاکس کنید و بگذارید تا محلول خنک شود. (دقت کنید در مدت عمل رفلاکس دما نباید بیش از 90 درجه بشود.)

حال محصول را در یک قیف جدا کننده ریخته و به آن 12 میلی لیتر محلول اشباع نمک طعام و 10 میلی لیتر محلول کربنات سدیم 10 درصد اضافه میکنیم. (برای خنثی سازی اسید اضافی). محتوی قیف جدا کننده را به شدت به هم بزنید و بعد فاز آبی را دور بریزید و به فاز آلی آب مقطر افزوده خوب به هم بزنید و پس از جدا شدن دو فاز، فاز آبی را دور بریزید و فاز آلی را به یک بشر خشک منتقل کرده و به آن 2 الی 4 گرم کلرید کلسیم اضافه کنید تا آب اضافی محلول آلی را جذب کند. بعد از حدود 20 دقیقه آنرا صاف کنید.

حال محلول را تقطیر ساده کنید و جسمی که در دمای حدود 80 الی 85 جدا میشود سیکلو هگزن میباشد.

مکانیسم:

سنتز بنزوپیناکول (یک واکنش فتوشیمیایی)

واکنشهای فتوشیمیائی مربوط به مولکولهایی است که با انرژی زیادی برانگیخته میشوند و روشهای سنتزی دیگر برای آنها مشکل است. از انواع واکنشهای فتوشیمیایی میتوان دیمر شدن، فتوایزومریزه شدن، اکسایش و کاهش را نام برد.

احیاء فتوشیمیایی بنزوفنون یکی از قدیمی ترین واکنشهای شناخته شده میباشد. بدین صورت که در حضور یک حلال پروتون دهنده مثل 2-پروپانل و نور ماوراء بنفش (hν)، یک محصول دیمر نامحلول به نام بنزوپیناکول تشکیل میدهد.

روش کار

در یک لوله آزمایش خشک به ابعاد 150 * 18 میلی متری 1 گرم بنزوفنون ریخته و آنرا با حدود 8 میلی لیتر ایزوپروپانل در حرارت ملایم حل کنید. سپس یک قطره استیک اسید گلاسیال اضافه کرده و تا سر لوله را با ایزوپروپانول پر کنید. درب لوله را با یک چوب پنبه ببندید بطوریکه هوای داخل آن به طور کامل خارج شود. چوب پنبه را با یک نوار پلاستیکی به طور کامل ببندید (نباید هوا داخل لوله باشد زیرا اکسیژن هوا با رادیکالها واکنش داده و واکنش اصلی را متوقف میکند).

لوله را در یک بشر کوچک پشت پنجره آزمایشگاه در معرض نور خورشید قرار دهید. پس از یک هفته واکنش کامل شده و بلورهای زیادی تشکیل میشود. بلورهای تشکیل شده را صاف کنید و پس از خشک کردن نقطه ذوب آنرا تعیین نمایید. راندمان واکنش در شرایط مناسب حد اقل 90% است.

مکانیسم

سنتز استانیلید از آنیلین

آنیلین

انواع آنیلین

1) تجاری

2) خالص شیمیایی

کاربرد و مصارف آنیلین

1) بطور وسیع در ساخت رنگهای نساجی و مواد میانی رنگهای نساجی استفاده می شود.

2) در صنایع لاستیک سازی، از مشتقات آنیلین به عنوان تسریع کننده و تقویت و استحکام لاستیک و ضد اکسید شدن استفاده می شود.

3) در صنایع داروسازی، آنیلین در ساخت داروهای سولفانیل آمید و عوامل شیرین کننده سنتتیک مصرف می شود.

4) آنیلین همچنین در صنایع انفجاری از اهمیت خاصی برخوردار است و در ساخت ژلاتین و نیتروتولوئن استفاده می شود.

خصوصيات آنيلين

1) آنيلين ماده اي است که سريعاً در مجاورت هوا و نور قهوه اي رنگ مي شود.

2) وزن مولکولي آنيلين 93.12 مي باشد.

3) نقطه ذوب آنيلين 6.2 درجه سانتيگراد است.

4) نقطه جوش آنيلين 184.4 درجه سانتيگراد است.

5) وزن مخصوص آن 1.0236 است.

6) محلول در الکل و اتر است.در آب حلاليت اندکي دارد.

روش تولید آنیلین

چندین روش ساخت آنیلین وجود دارد که عبارتند از:

1) از نیتروبنزن بوسیله احیاء

2) از کلروبنزن بوسیله آمونولیز

3)از نیتروبنزن بوسیله هیدروژن دارکردن کاتالیستی فاز بخار

استانیلید

استانیلید یا فنیل استامید نرمال یا استانیلین نرمال یک ماده ورقه ای (پرکی شکل) سفید یا کرم رنگ می باشد. این ماده در انواع بی رنگ، کریستالی براق نیز موجود است. از این ماده به عنوان تب بر و ضد درد استفاده می گردد. همچنین استانیلید به عنوان یک ماده میانی در ساخت رنگینه ها نقش حیاتی ایفا می کند.

انواع استانیلید

1) صنعتی

2) فوق العاده خالص

خصوصیات استانیلید

1) استانیلید یک پودر سفید رنگ یا کرم رنگ یا به صورت ورقه ای می باشد.

2) وزن مولکولی آن برابر 135.16 می باشد.

3) وزن مخصوص استانیلید 1.21 می باشد.

4) نقطه ذوب آن 114.2 درجه سانتیگراد می باشد.

5) نقطه جوش استانیلید 303.8 درجه سانتیگراد می باشد.

6) در الکل، اتر و بنزن حلالیت دارد.

7) حلالیت آن در آب ناچیز است.

کاربرد و موارد مصرف استانیلید

استانیلید به گسترده به عنوان تب بر و ضد درد استفاده می شود. مصرف اصلی استانیلید به قرار زیر می باشد.

1) داروئی

2) مواد میانی و ساخت رنگهای نساجی

3) به عنوان تسریع کننده در صنایع لاستیک سازی

4) پایدار کننده پراسید

بررسی جایگاه صنعتی استانیلید

در حال حاضر بین 8 تا 10 سازنده استانیلید در کشور هندوستان وجود دارد که مجموع ظرفیت آنها بالغ بر 2850 تن می باشد. هر چند تولیدات آنها بالغ بر 21000 تن می باشد ولی میزان تقاضای آن حدود 3200 تن تخمین زده می شود.

روش تولید استانیلید

دو روش عمده جهت تولید استانیلید وجود دارد.

1) از آنیلین و اسید استیک

C₆H₅NH₂ + CH₃COOH --> C₆H₅NHCOCH₃ + H₂O

2) از آنیلین و انیدرید استیک

استیل دار کردن آنیلین با استفاده از استیک انیدرید در محیط اسیدی به سادگی و با راندمان نسبتا خوبی امکانپذیر است. عامل استیله کننده در این آزمایش استیک انیدرید میباشد.

اگر یک گروه OH به استانیلید اضافه شود استامینوفن تولید می شود.

روش کار

10 سی سی آنیلین را به یک بشر حاوی محلولی از 9 سی سی HCl غلیظ در 250 میلی لیتر آب اضافه کنید. مخلوط را کاملا به هم بزنید تا آنیلین حل شود. در صورتی که محلول رنگی بود حدود 2 گرم کربن فعال به آن اضافه کنید و 2 دقیقه بجوشانید و صاف کنید تا محلول شفاف بدست آید.

محلولی از 17 گرم سدیم استات در 50 سی سی آب تهیه کنید.

به محلول آنیلین در اسید کلریدریک (محلول اول) 13 سی سی استیک انیدرید اضافه کرده و به هم بزنید تا محلول همگن به دست آید. محلول حاصل را بلافاصله به بشر حاوی محلول سدیم استات اضافه کنید. بشر را در حمام یخ گذاشته و بشدت به هم بزنید تا کریستالهای بیرنگ استانیلید جدا شوند. کریستالها را صاف کرده و با آب سرد بشویید و آنها را خشک کنید.

در صورتی که استانیلید رنگی باشد نشانه ناخالصی است. برای خالص سازی، آنرا در حداقل آب داغ تبلور مجدد نمائید.

راندمان و نقطه ذوب را تعیین کنید.

مکانیسم:

صابون

صابون داراي قدمتي بالغ بر 2300 سال مي باشد. در حقيقت برخي معتقدند صابون در 600 سال پيش از ميلاد مسيح توسط مردم فنيقيه ساخته شد، اما در آن زمان از کاربرد آن اطلاع درستي نداشتند و تنها به عنوان يک کالاي واسطه اي، جهت داد و ستد از آن استفاده مي نمودند. در آن دوره صابون از پيه بز و خاکستر چوب تهيه مي شد. در دوران امپراطوري روم مصرف صابون رواج يافت. آنها صابون را از چربي حيوانات و خاکستر گياهان (به عنوان يک ماده قليايي) تهيه مي‌کردند و آن را“Saipo”  مي ناميدند که نام امروزي صابون “Soap” از آن گرفته شده است.

اهميت صابون به عنوان يک ماده شوينده تا قرن دوم ميلادي ناشناخته مانده بود تا اينکه جالينوس، پزشک صاحب نام يوناني، از صابون به عنوان ماده اي جهت شستشو نام برد. در سال 1800 ميلادي شيميدان مشهور، جابر بر حيان (پدر علم شيمي) در نوشته هاي خود چندين بار از صابون به عنوان ماده اي مناسب جهت شستشوي بدن نام برد.

کشورهاي ايتاليا، فرانسه و اسپانيا از مراکز اوليه توليد صابون هستند زيرا دسترسي به مواد اوليه (مانند روغن زيتون) جهت توليد صابون در اين مراکز امکان پذير بوده است. توليد صابون در انگليس در اواخر قرن 12 ميلادي آغاز گرديد. در قرن سيزدهم و چهاردهم ميلادي، اتحاديه کوچکي از توليدکنندگان صابون در نزديكي لندن تشکيل شد. در آن زمان توليدکنندگان صابون، ملزم به پرداخت مبلغي براي توليد هر تن صابون بودند که پس از دوران جنگهاي ناپلئون، اين مبلغ به 3 پني به ازاي توليد هر پوند صابون افزايش يافت. اين روند تا سال 1853 ميلادي ادامه داشت. در اين مدت بالغ بر يک ميليون پوند از توليدکنندگان صابون جمع آوري شد. اين امر نشانگر افزايش مصرف صابون در اين دوران مي باشد.

در دوران انقلاب فرانسه توليد صابون در مارسي به 3500 تن در سال رسيد که اين مقدار توسط 34 کارخانه کوچک در اين شهر توليد مي گرديد. علامت گذاري تجاري بر روي بسته بنديهاي صابون از اواخر قرن هيجدهم آغاز شد. در اين زمان صاحبان صنايع در مارسي (فرانسه) اقدام به صادر کردن صابون به کشورهاي ديگر (در رأس آنها آمريکا) نمودند.

در ابتدا توليدکنندگان صابون در مارسي از روغن زيتون براي تهيه صابون استفاده مي کردند. در سال 1815 ميلادي کمبود محصول زيتون آنها را بر آن داشت که روغنهاي ديگر را جايگزين روغن زيتون نمايند. همچنين پيشرفتهايي که در صنعت کشتيراني و حمل و نقل صورت گرفت، امکان دسترسي به ساير روغنها را نيز فراهم نمود. همين امر سبب ايجاد تغييراتي در فرمولاسيون صابون گرديد.

در سال 1791 ، يک دانشمند فرانسوي به نام نيكلا لوبلان (Nicolas Leblanc) تحولي در فرايند در توليد کربنات سديم به وجود آورد و گامي بزرگ در جهت پيشرفت توليد صابون در مقياس صنعتي برداشته شد. کربنات سديم يک ماده قليايي است كه در خاکستر وجود دارد و با چربيها تشکيل صابون مي دهد. در روش جديد، لوبلان موفق به توليد مقدار بيشتر اين نمک با کيفيت بهتر و قيمت مناسب تر گرديد.

ارائه نظريه دانشمند ديگر فرانسوي به نام اوژن شورل (Michel Uegence Chevreul) در سال 1823 ميلادي از جمله عواملي بود که تاثير به سزايي در پيشرفت صنعت صابون سازي داشت. وي اثبات نمود که فرآيند تشکيل صابون در حقيقت، تجزيه شيميايي چربيها است که به نمک قليايي اسيدهاي چرب (صابون) و گليسيرين تجزيه مي شوند.

عوامل متعدد ديگري كه در پيشرفت صنعت صابون سازي تاثيرگذار بوده اند، عبارتند از:

استفاده از رزين در ديگهاي پخت صابون (سال 1850 ميلادي) استفاده از سيليکات سديم توسط يک دانشمند انگليسي (سال 1870 ميلادي) هيدروژنيزه کردن روغنها و تهيه چربيهاي مناسبتر جهت مصرف در صابون (اوايل قرن 19 ميلادي).

پيشرفت تکنولوژي در دوران جنگ جهاني اول و پس از آن به كار بردن دستاوردهاي علمي به موازات پيشرفت تکنولوژي در کارخانه ها سبب رشد سريع اين صنعت در سال 1850 ميلادي گرديد.

انواع صابون از نظر نوع مصرف :

صابون حمام و دستشويي (صابون سخت ): در اين نوع صابون ها براي رعايت نكات بهداشتي  مربوط به پوست بدن و موي سر مواد قليايي را به حداقل كاهش داده مواد پركننده ي طبيعي و خنثي مواد معطر رنگي و نرم كننده ي پوست نيز به آنها اضافه مي شود.

صابون رخت شويي: اين نوع صابونها از مواد چربي ارزان تهيه مي شود. اما امروزه به علت استفاده از پاك كننده هاي غير صابوني مصرف آنها كاهش يافته است. نوعي صابون سياه رنگ كه از پتاس در آن استفاده مي شود نيز براي شستن لباس تهيه مي شود. صابون رختشويي ممكن است به صورت براده پودر (حتي مخلوط با پودر پاك كننده هاي غير صابوني ) براي مصرف در لباسشويي استفاده مي شود.

صابونهاي طبي: اين نوع صابونها براي معالجه ي بيماريهاي جلدي عفوني و قارچهاي پوستي تهيه مي شوند و در آنها از موادي مانند اسيد بوريك٬ اكسيد روي٬ يديدها٬ كلريد جيوه (ΙΙ)٬ استئارات مس (ΙΙ) ٬ قطران٬ تيمول استفاده مي شود.

صابونهاي مخصوص ماشينهاي لباسشويي: اين نوع صابونها حدود 5 تا 15 در صد مواد آلي در نقش حلال مانند تتراكلرو اتيلن٬ 1 و 1 و 1 تري كلرواتان٬ سيكلو هگزانول و مقداري نيز مواد امولسيون كننده و مواد افزودني مورد نظر را در بر دارند (بخار اين مواد سمي است).

صابونهاي ساينده: اين نوع صابونها داراي 70 در صد پودر نرم سيليسي٬ 15 در صد آلومين٬ مقداري پلي فسفات سديم و كمي روغن كاج (براي رفع بوي نا مطبوع) اند. براي تميز كردن سطح وسايل فلزي و اشياي ديگر كاربرد دارند. معمولا براي پاك شدن رنگ فلز٬ مقداري مواد اسيدي نيز استفاده مي شود.

صابونهاي مخصوص آبهاي سخت: اين نوع صابونها از چربيهاي گياهي مانند روغن نخل و نارگيل تهيه مي شوند و مواد افزودني معيني از جمله فسفاتهاي فلزات قليايي را در بر دارند و در آب دريا خوب كف مي كنند و از اين رو اهميت ويژه اي دارند

صابون شفاف: اين نوع صابون داراي گيليسرين٬ قند و الكل مي باشد و ظاهري شفاف ولي قدرت پاك كنندگي كمتري دارد.

صابون فلزات ديگر:

استئارات روي: به صورت پودر بسيار ريز نرم و جذب كننده ي رطوبت براي تهيه ي پودر تالك و پودر بچه كاربرد دارد.

استئارات مس: ضد قارچ پوست است.

استئارات سرب: بسيار سمي است و براي نرم كننده هاي دماي بالا و نيز كاتاليزور در فرايند خشك شدن روغن جلا كاربرد دارد.

استئارات كادميم: براي ضد آب (واتر پروف) كردن وسايل و اشياي مختلف مصرف مي شود.

صابون فلزات با اعداد اكسايش بالاتر از 2+ در آب نامحلول بوده و نقش گريس را دارند. از اين رو ارزش صنعتي دارند.

تهیه صابون

عمل هیدرولیز چربی یا روغن را اصطلاحا صابونی کردن مینامند. برای این کار، چربی (a) را با محلول سود حرارت میدهند. در نتیجه گلیسرین (b) و مخلوطی از نمک سدیم اسیدهای چرب (c) مطابق واکنش زیر حاصل میشود:

          چربیها و روغنهای طبیعی استر اسیدهای آلیفاتیک یک ظرفیتی با تعداد اتمهای کربن زوج و گلیسرین میباشند که آنها را گلیسرید نیز مینامند. چربیها و روغنها به طور کلی دارای ساختمان (a) میباشند. چربیها جامد و روغنها مایع میباشند. نقطه ذوب چربیها بالاتر از نقطه ذوب روغنها است. این اختلاف بستگی به نوع و مقدار اسید مربوطه دارد. هرچه مقدار اسیدهای اشباع نشده در ساختمان یک چربی بیشتر باشد، نقطه ذوب پایین تری دارد. اگر چربی تنها از اسیدهای اشباع شده تشکیل شده باشد مانند پیه گوسفند و غیره نقطه ذوب بالا خواهد داشت.

روغنهای نباتی مانند روغن زیتون، خرما، نارگیل و کرچک علاوه بر این که دارای اسیدهای چرب (اولئیک، استئاریک و پالمیتیک) هستند، اسیدهای اشباع نشده با چند پیوند دوگانه مانند اسید لینولئیک به فرمول زیر نیز در ساختمان آنها شرکت میکنند.

CH₃(CH₂)₄CH=CHCH₂CH=CH(CH₂)₇COOH

مولكولهاي صابون د اراي يك انتهاي قطبي است كه در آب حل مي شود و انتهاي ديگر آن يك دنباله طويل هيدروكربن است كه در روغن محلول است واين عامل باعث ميشود تا مثل يك واسطه چربيها را در آب حل كند.

مکانیزم عمل هیدرولیز استر را در محیط بازی میتوان به صورت زیر نوشت:

ابتدا یون هیدروکسید به عنوان نوکلئوفیل (هسته دوست) به کربن گروه کربنیل حمله کرده، پس از خارج شدن یک مولکول الکل، آنیون اسید به صورت هیبرید رزونانس فوق، پایدار میگردد.

بخش عملی

تهیه صابون

50 گرم چربی را در یک بشر 250 میلی لیتری ریخته و به طور ملایم آنرا حرارت دهید تا ذوب شود (دما نباید از 70 درجه بالاتر برود).

در حالیکه چربی را حرارت میدهید ضمن به همزدن مداوم محلول سود (7گرم در 50 میلی لیتر آب) را در قسمتهای 5 میلی لیتر به چربی اضافه کنید. پس از افزودن اولین 5 میلی لیتر سود، زمان اضافه نمودن 5 میلی لیتر بعدی وقتی است که سود اضافه شده قبلی تقریبا مصرف شده باشد. (برای اطمینان از مصرف سود، نوک كاردك را در بشر فرو برده و یک قطره معرف فنل فتالئین روی آن بچکانید، چنانچه رنگ آن فورا ارغوانی شد دلیل آن است که هنوز سود در محیط وجود دارد و باید به هم زدن را ادامه داد).

پس از افزودن آخرین قسمت سود، آنقدر به هم بزنید تا صابون یک حالت کشدار به خود بگیرد (بوی صابون در این حالت به خوبی استشمام میشود.) صابون حاصل را در قالب ریخته و بگذارید یک هفته بماند تا عمل صابونی شدن کامل شود. صابون حاصل دارای مقدار زیادی گلیسیرین است، چنانچه بخواهند گلیسیرین آنرا جدا کنند، قبل از ریختن در قالب، صابون را به مدت 24 ساعت در محلول اشباع شده نمک طعام قرار میدهند، سپس قرص صابون را از درون ظرف خارج کرده و پس از شستن به قطعات کوچک تقسیم نموده، در هوا خشک میکنند.

روش دیگر تهیه صابون

در یک بالن، cc50 روغن مایع را با cc40 اتانول و gr3 پتاسیم هیدروکسید ریخته و بمدت نیم ساعت رفلاکس کنید. پس از اتمام این مدت چند قطره از مخلوط را در مقدار کمی آب حل کنید که اگر قطره روغنی روی آب قرار نگرفت واکنش پایان یافته و اگر روغن در سطح آب مشاهده شد عمل رفلاکس را به مدت 15 دقیقه دیگر ادامه دهید. سپس الکل موجود در مخلوط را به وسیله تقطیر ساده جدا کنید و ماده باقیمانده در بالن را در cc 75 آب مقطر گرم حل کنید. دقت کنید که حتما الکل موجود در بالن از مخلوط خارج شود سپس آزمایش زیر را انجام دهید.

الف) مقدار 25 میلی لیتر محلول به دست آمده را به 25 میلی لیتر آب نمک اشباع به آهستگی اضافه کنید مخلوط را صاف کرده و ماده جامد که صابون میباشد روی کاغذ صافی میماند. آنرا با آب نمک اشباع بشوئید و صابون را در روی یک ظرف شیشه ای پهن کنید.

ب) مقدار 10 میلی لیتر آب شهر را با 10 میلی لیتر محلول صابون مخلوط کرده تکان دهید و نتیجه را گزارش کنید.

سنتز استیل سالیسیلیک اسید (آسپرین)

بخش تئوری

بيشتر استرها مايع و يا بلورين بوده و بوي مطبوع دارند. واکنش عمده ي استرها عبارتند از صابوني شدن (وارون استري شدن)، تشکيل اسيد آميد (آمونوليز) هيدروژن دار شدن (کاهش بووبلان)، توليد الکلهاي نوع سوم (واکنش گرينيارد) و تبديل استري (الکوليز).

بهترين روشها براي تهيه ي استرها عبارتند از:

1- روش معمول براي تهيه ي استر، ترکيب اسید و الکل مي باشد، مثل ترکيب استيک اسيد با اتانول که توليد اتيل استات و آب مي کند.

2- از ترکيب نمک هاي کربوکسيلي اسيد به ويژه نمک هاي نقره با الکيل يديد، استر به دست مي آيد.

3- از ترکيب انيدريدها با الکلها، استر توليد ميشود. اين واکنش بهره خوبي داشته و سرعت آن توسط پيريدين افزايش ميابد.

4- روش ويژه براي تهيه استرهاي متيل، واکنش اسيدها با ديازومتان  در محلول اتري ميباشد.

کاربرد استرها :

چربي ها، مومها و روغنها از اهميت ويژه اي برخوردارند. استر ها به عنوان حلال کاربرد وسيعي داشته و از استر هاي فسفريک اسيد به عنوان حشره کش و سلاح شيميايي استفاده ميشود. از استر هاي نيترو اسيد براي تسريع اشتعال در موتورهاي ديزلي و نيز در پزشکي براي مداراي آهژين (ايزو آمين نيتريک) بهره ميگيرند. استرهاي نيتريک اسيد، به ويژه گليسيرين تري نيترات، اغلب به عنوان ماده منفجره کاربرد دارند.

استیل سالیسیلیک اسید (آ اس آ)‌ (نام شناخته‌شدهٔ تجاری آن آسپیرین است) یک استر است که داروی رایجی است که بدون نسخه پزشک قابل تهیه‌ میباشد.

داستان کشف آسپرین

Felix Hoffmann  سازنده اولین قرص آسپرین

فردریک بایر (Fredrich Bayer) در سال 1825 بدنیا آمد. پدر او یک نساج و رنگرز پارچه بود و طبق عادت آن زمان وی در ابتدا شغل و حرفه پدر را برای کار انتخاب کرد و پس از مدتی فعالیت با پدر، در سال 1848 تشکیلاتی مشابه برای خود راه اندازی کرد و در آن حرفه بسیار هم موفق شد.

تا قبل از 1856 برای رنگرزی از مواد رنگی طبیعی استفاده می شد اما با کشف و صنعتی شدن ساخت رنگهای حاصل از مواد نفتی، بایر که پتانسیل موجود در این کشف را بخوبی احساس کرده بود با کمک شخصی بنام فردریک وسکوت (Friedrich Weskott) کمپانی Bayer را راه اندازی کرد.

بایر در ماه می سال 1880 در گذشت و تا آن زمان کمپانی هنوز در فعالیت رنگرزی مشغول بود، اما شرکت تصمیم گرفت با استخدام تعدادی شیمیدان نوآوری هایی در این صنعت بوجود آورد و این اتفاق هم افتاد اما نه در صنعت رنگرزی.

هنگامی که فلیکس هوفمن (Felix Hoffmann) در حال انجام آزمایش با یکسری از ضایعات رنگی بود تا شاید بتواند دارویی برای درمان درد ناشی از بیماری پدرش بدست آورد توانست به پودری دسترسی پیدا کند که امروزه شما آنرا به نام آسپرین می شناسید.

هوفمن آسپرین را کشف نکرد

تعجب نکنید! هوفمن آسپرین را دوباره کشف کرد. آسپرین چهل سال قبل توسط یک شیمیدان فرانسوی کشف شده بود، این شیمیدان بخوبی می دانست که پودر اسید استیل-سالی-سیلیک (acetylsalicylic acid) دارای خاصیت شفا بخشی بسیار می باشد. در واقع بیش از 3500 سال بود که بشر این پودر را می شناخت چرا که در سال 1800 یک باستان شناس آلمانی که در مصر تحقیق می کرد، با ترجمه یکی از پاپیروس های مصری متوجه شد که بیش از 877 نوع مواد دارویی برای مصارف مختلف در مصر باستان شناخته شده بود که یکی از آنها همین پودر اسید بود که برای برطرف کردن درد از آن استفاده می شد.

در برخی از شواهد و نوشته های دیگری که در یونان بدست آمده است نیز مشخص شده که بشر حدود 400 سال پیش از میلاد از شیره پوست درخت بید برای درمان تب و درد استفاده می کرده است. همچنین آنها هنگام زایمان زنان از این ماده برای کاهش درد استفاده می کردند. امروزه مشخص شده که ماده موجود در این شیره چیزی جز اسید سالی-سیلیک نیست.

ثبت رسمی کشف آسپرین

در ماه مارچ 1899 کمپانی بایر رسما" محصول خود بنام آسپرین را به ثبت رساند و به دنبال آن در سایر کشورهای جهان نیز تحقیقاتی گسترده راجع به این دارو انجام گرفت بگونه ای که هنگام بازنشستگی هوفمن در سال 1928، آسپرین در تمام دنیا شناخته شده بود.

آسپرین از مهمترین اکتشافات هوفمن بود اما این تنها کشف او نبود. درست چند روز پس از کشف آسپرین هوفمن به ماده ای دست پیدا کرد که امروز در بازار بنام هروئین (Heroin) مشهور شده است. از این ماده مخدر در تمام مدت جنگ جنگ جهانی اول بعنوان یک دارو استفاده می شد اما امروزه در تمام کشور های جهان از فهرست دارو ها خط خورده است.

عملكرد آسپرین چگونه است؟

آیا تا كنون سردرد داشته اید؟ حتماً برای شما اتفاق افتاده است، اغلب همه ما حتی یكبار تا كنون سردرد داشته ایم و داروهایی را برای بهبود سردردمان استفاده كرده ایم. این داروها به احتمال زیاد از خانواده آسپرین بوده است. همچنین  ممكن است آسپرین یا وابستگانش را برای ناراحتی های دیگری مثل التهاب (ورم مفاصل یا بخشهای دیگر بدن) و تب استفاده كرده باشید. آیا می دانید كه حدود 80 بیلیون قرص آسپرین هر ساله برای این ناراحتی ها و همین طور ناراحتی های زیاد دیگری خورده می شود؟ برای مثال میلیونها انسان آسپرین را برای كمك به پیشگیری از حمله های قلبی می خورند.

آسپرین چه می كند؟

آسپرین ناراحتی ها را از طریق توقف سلولها با ساخت پروستاگلاندین ها بهبود می بخشد.

آیا می دانید آنزیم COX-2 چیست؟ COX-2 پروتئینی است كه توسط سلولهای بدن ساخته می شود و كارش این است كه شناورهای شیمیایی را اطراف سلولها می برد و پروستاگلاندین ها را دگرگون می كند. COX-2 را در بسیاری از بافت های معمولی می توان یافت، اما بیشتر در بافتهایی كه از چند جا صدمه دیده باشند دیده می شود.

در نتیجه آسپرین به COX-2  می چسبد و اجازه انجام فعالیت هایش را نمی دهد. آسپرین شبیه قفلی است كه به دوچرخه تان می زنید؛ دوچرخه با قفل رویش حركت نخواهد كرد و COX-2 هم با آسپرین چسبیده به آن نمی تواند عمل كند. بنابراین با خوردن آسپرین علت ناراحتی هایی مثل گرفتگی عضلات شكم یا استخوان آسیب دیده انگشت كه باعث درد شده، از بین نمی رود، اما آسپرین كم كننده نشانه های دردی است كه در اعصابتان بوجود آمده است.

یك سؤال معمول در مورد آسپرین و داروهای دیگر است كه ” چگونه آسپرین محلی كه درد می كند را می شناسد یا تشخیص می دهد؟ “ جواب اینكه محل آن را نمی شناسد! زمانی كه آسپرین خورده می شود در معده یا دیگر راههای گوارشی، روده باریك و غدد بدن هضم می شود. سپس به جریان خون و بعد به تمام بدن می رود. با اینكه آسپرین در هر جایی از بدن وجود دارد، اما تنها در جاهایی كه پروستاگلاندین ها تولید شده است یعنی همان نواحی آسیب دیده، عمل می كند.

شما ممكن است بپرسید ” هر چند ساعت آسپرین بخورم تا اثر آسپرین های خورده شده بخوبی حفظ شود؟ “

بدنتان در مورد غالب مواد شیمیایی از جمله آسپرین راههایی برای دفع آنها دارد. در این نمونه، كبد، معده و دیگر اندام هایتان آسپرین را تغییر می دهد به اسید سالیسیلاك سپس این ماده شیمیایی به آرامی توسط كبد ریزتر می شود و همراه مواد شیمیایی دیگر روی اسید سالیسیلاك می چسبند. همین طور كلیه هاتان می تواند آن را به بیرون از خون برده و از طریق ادرارتان دفع كند. این مراحل تا دفع آسپرین 4 تا 6 ساعت طول می كشد. بنابراین شما نیاز دارید تا آسپرین دیگری بعد از 6ساعت بخورید تا اثر آن حفظ شود.

نكته اینكه آسپرین به تمام جریان خون می رود و بدن پروستاگلاندین ها را به چند دلیل نیاز دارد.

پروستاگلاندین ها برای معده مفید هستند چون آنزیم دیگری به نام cox-1 پروستاگلاندینی می سازد كه به نظر می رسد جدار معده را مطلوب و محكم حفظ می كند. آسپرین از عملكرد cox-1 جلوگیری می كند ( آسپرین بطور غیر انتخابی از تولید كافی بیشترین پروستاگلاندین ها جلوگیری می كند.) بنابراین جدار معده نازك شده و شیره گوارشی جدار معده را می سوزاند. این محتمل ترین دلیلی است كه چرا آسپرین و وابستگانش معده را ناراحت می كند (همان طور كه هوفمن بیان كرده علی رغم اینكه آسپرین یك نوع اسید هم هست) .

همچنین cox-2 در چند بافت دیگر مانند مغز وكلیه عمل می كند؛ مقادیر معمولی داروی آسپرین احتمالاً بر روی این نواحی اثر زیادی نمی گذارد.

در محلهای دیگری مانند خون پروستاگلاندین ها اعمالی را انجام می دهند كه آسپرین مانع چنین اعمالی نیز می شود.

داروهای آتالژزیک غیرمخدر معمولاً به دو دسته تقسیم می‌شوند:

۱. ضددردهای میتوز، که اثر ضددردی و ضد تبی دارند مانند استامینوفن.

۲. داروهای ضددرد و التهاب غیراستروئیدی، که شامل آسپیرین و سایر سالیسیلات‌ها - مشتقات آریل آلکانوئیک (مانند آلکوفناک و ایبوپروفن) ـ مشتقات آنترانیلیک (مانند مفنامیک اسید) ـ مشتقات پیرازولون (مانند دی پیرون واکسی فن بوتازون) ـ مشتقات ایندول (مانند ایندرمتاسین) ـ مشتقات ایندن (مانند سولینداک) این داروها از لحاظ اینکه معمولاً همگی اسیدهای آلی ضعیف محسوب شده و با مکانیزم مشابهی عمل می‌‌کنند در یک مجموعه بحث می‌گردند و تحت عنوان داروهای شبیه به آسپیرین (Drug Aspirin Like) نیز مشهور شده‌اند.

به‌نظر می‌رسد، آسپیرین به‌علت قدمت و پیش‌‌پاافتادگی مصرف، در مقایسه با سایر داروهای ضدالتهاب غیر استروئیدی، شهرت ضدالتهابی کمتری داشته باشد، لیکن به‌علت همین سابقه مصرف بی‌خطر و بی‌قابلیت تحمل زیاد هنوز هم اولین داروی انتخابی برای درمان اکثر موارد اختلالات مفصلی و عضلانی است. علاوه بر آن آسپیرین یک معیار استاندارد بوده و قدرت ضدالتهابی سایر داروها را با آن مقایسه می‌کنند.

آسپیرین یا استیل سالیسیلیک اسید در سال ۱۸۵۳ سنتز و در سال ۱۸۹۹ وارد درمان‌شناسی شد. نام آسپیرین از کلمه آلمانی آن یعنی Acetyt spir Saure گرفته شده است، (Spirca نوع گیاهانی که منشاء اصلی این ماده بودند و Saure به معنی اسید).

اثربخشی آسپیرین و داروهای مشابه، تا حد زیادی مربوط به وقفه پروستاگلاندین‌ها است، (پروستاگلاندین‌ها همیشه از سلول‌هائی که دچار ضایعه می‌شوند سنتز و آزاد می‌شوند). این داروها موجب وقفه آنزیم سیکلو اکسیژناز می‌گردند.

این آنزیم، اولین کاتالیزوری است که موجب حلقوی و اکسیده شدن اسید آراشیدونیک گردیده و تولید پروستاگلاندین‌ها و ترومبوکسان A2 را باعث می‌شود. آسپیرین به‌طور اختصاصی این آنزیم را استیله می‌کند در حالی‌که مکانیسم دقیق سایر مواد به‌خوبی شناخته نشده است.

خصوصیات

آسپرین نام تجاری اسید استیل سالیسیلیک است که در هوای خشک پایدار است و با کمی رطوبت هیدرولیز شده ، بوی استیک اسید از آن استشمام میشود.

وزن مولکولی آن 180 و نقطه ذوب آن ما بین 135 تا 137 درجه و نقطه جوش آن 140 درجه سلسیوس است که در این درجه حرارت تجزیه می گردد.

آسپرین در آب و بنزن به مقدار کم و در الکل و اتر به مقدار زیاد محلول می باشد ولی با کمی حرارت در آب حل میشود.

بخش عملی

بوسیله استیله کردن عامل OH در سالیسیلیک اسید براحتی میتوان آسپرین تهیه کرد. این کار به روشهای متفاوتی امکان پذیر است. یکی از این روشها استفاده از استیک انیدرید در محیط اسیدی میباشد که با توجه به نقش کاتالیستی اسید معمولا در حضور استیک اسید یا سولفوریک اسید انجام میشود.

 روش مورد بحث دیگر استفاده از استیل کلرید در حضور پیریدین میباشد.

الف) سنتز آسپرین با استفاده از استیک انیدرید:

در یک ارلن 250 میلی لیتری 6 گرم سالیسیلیک اسید را با 9 میلی لیتر استیک انیدرید مخلوط کنید و 4-3 قطره سولفوریک اسید غلیظ به آن اضافه کنید. مخلوط واکنش را ضمن هم زدن در یک حمام آب به مدت 15 دقیقه در دمای 60 درجه سانتیگراد حرارت دهید. آن را سرد کرده و در یک بشر حاوی 100 میلی لیتر آب سرد همراه با هم زدن بریزید. رسوب را با کمک قیف بوخنر صاف کرده و با آب سرد بشویید. پس از خشک کردن راندمان و نقطه ذوب را تعیین کنید.

برای خالص سازی کامل میتوان بر روی محصول در حلال بنزن، تبلور مجدد انجام داد. برای این کار، آب حلال مناسبی نمیباشد. پس از تبلور مجدد راندمان و نقطه ذوب را محاسبه نموده و با مرحله قبل مقایسه کنید.

ب) سنتز آسپرین با استفاده از استیل کلراید:

در یک ارلن 250 میلی لیتری 6 گرم سالیسیلیک اسید را در 5 میلی لیتر پیریدین حل کنید. ارلن را در حمام یخ بگذارید و 5 میلی لیتر استیل کلرید را از داخل یک قیف جدا کننده قطره قطره و همراه با بهم زدن شدید به محلول داخل ارلن اضافه کنید. پس از اتمام افزایش، مخلوط واکنش را در یک حمام آب به مدت 5 دقیقه گرم کنید و سپس سرد نمائید. هنگام سرد کردن یک جسم نیمه جامدی تشکیل میگردد که حدود 60 میلی لیتر آب سرد و چند تکه یخ به آن اضافه کنید و مخلوط را به هم بزنید. کریستالها را با قیف بوخنر صاف کرده و با آب سرد بشویید و سپس خشک کنید. نقطه ذوب و راندمان را محاسبه کرده و بروش قبلی خالص کنید.