Aspiriini(linkki:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/pure-aspirin-powder-cas-50-78-2.html), joka tunnetaan myös nimellä asetyylisalisyylihappo, molekyylikaava C9H8O4, CAS 50-78-2. Aspiriini on yleensä valkoisten kiteiden tai kiteisen jauheen muodossa. Erittäin puhtaat aspiriinikiteet ovat helmien muodossa, jotka joskus muodostavat hiutaleita tai tabletteja. Se on yleisesti käytetty reseptivapaa lääke. Erityisen molekyylirakenteensa vuoksi aspiriinia ei ole helppo haihtua huoneenlämpötilassa. Sillä on tietty liukoisuusaste. Se voi liueta veteen, mutta sen liukoisuus on suhteellisen alhainen, vain 1-2 grammaa aspiriinia liukenee 100 millilitraan vettä. Aspiriinilla on kuitenkin korkeampi liukoisuus orgaanisiin liuottimiin, kuten etanoliin, kloroformiin ja asetoniin. Se on heikko happo. Vesiliuoksissa se voi happamoittaa hieman ja alentaa pH-arvoa. Sen rakenne koostuu bentseenirenkaasta, esteriryhmästä ja karboksyyliryhmästä. Aspiriinin kiderakenne kuuluu ortorombiseen kidejärjestelmään, jossa on tietyt soluparametrit ja hilavakio. Sillä on anti-inflammatorisia, analgeettisia ja antipyreettisiä vaikutuksia.
1. Hydrolyysireaktio: Alkalisissa olosuhteissa asetyylisalisyylihappo hydrolysoituu veden kanssa, jolloin muodostuu salisyylihappoa ja etikkahappoa.
Asetyylisalisyylihapon (aspiriinin) hydrolyysireaktio veden kanssa on tärkeä kemiallinen reaktio. Alkalisissa olosuhteissa se hydrolysoituu, jolloin muodostuu salisyylihappoa ja etikkahappoa. Seuraavat ovat reaktion yksityiskohtaiset vaiheet ja vastaava kemiallinen reaktiokaava:
Vaihe 1: Esterisidoksen katkeaminen
Ensin asetyylisalisyylihapon esterisidos (COC) katkaistaan emäskatalyytin vaikutuksesta. Tyypillisesti alkaliset olosuhteet, kuten natriumbikarbonaatti (NaHCO3) tai natriumhydroksidia (NaOH) käytetään. Katalyytti tuottaa hydroksyyli-ioneja (OH-), jotka reagoivat esterisidoksessa olevien esteriryhmien kanssa.
Kemiallinen reaktiokaava:
C9H8O4plus OH- → C7H5NaO3plus asetyylianioni
Vaihe 2: Happo-emäsneutralointireaktio
Hydroksyyliryhmä (OH) asetyylisalisyylihapon bentseenirenkaassa, etikkahapporyhmä (OCCH3) ja emäs (OH)-) käyvät läpi happo-emäs-neutralointireaktion tässä vaiheessa vastaavan hapon ja happosuolan muodostamiseksi.
Kemiallinen reaktiokaava:
C7H5NaO3plus Hplus → C7H6O3
Asetyylianioni plus Hplus → C2H4O2
VAI NIIN- plus Hplus → H2O
Kattava reaktiokaava:
C9H8O4plus OH- → C7H6O3plus C2H4O2
Yleisesti ottaen asetyylisalisyylihapon hydrolyysireaktion veden kanssa voidaan katsoa johtuvan kahdesta avainvaiheesta: esterisidoksen katkaisemisesta ja happo-emäksen neutraloinnista. Nämä kaksi vaihetta toimivat yhdessä hajottaen asetyylisalisyylihapon salisyylihapoksi ja etikkahapoksi. Tämä reaktio suoritetaan yleensä organismin ulkopuolella, kuten lääkeaineenvaihdunnassa in vitro tai laboratorio-olosuhteissa. On huomattava, että elävässä kehossa asetyylisalisyylihappo hydrolysoituu nopeasti esteraasin vaikutuksesta salisyylihapoksi ja etikkahapoksi suolistossa ja veressä.
2. Vaihtoesteröinti: Asetyylisalisyylihappo voi reagoida alkoholien kanssa vaihtoesteröinnillä muodostaen vastaavia esteröintituotteita. Se reagoi esimerkiksi metanolin kanssa muodostaen etyyliformiaattia. Seuraavat ovat reaktion yksityiskohtaiset vaiheet ja vastaava kemiallinen reaktiokaava:
Vaihe 1: Esterisidoksen katkeaminen
Ensin alkoholiryhmä (ROH) hyökkää asetyylisalisyylihapon esterisidokseen (COC), ja esterisidos katkeaa muodostaen karboksyylihappoanionia (RCOO-) ja alkoholia (ROH). Tämä vaihe vaatii katalyytin, tyypillisesti vahvan happokatalyytin, kuten rikkihapon (H2NIIN4) tai suolahappoa (HCl).
Kemiallinen reaktiokaava:
C9H8O4plus ROH → C7H6O3plus RCOO-
Vaihe 2: Happo-emäsneutralointireaktio
Muodostunut karboksylaattianioni reagoi hapossa olevan kationin kanssa ja käy läpi happo-emäsneutralointireaktion vastaavan hapon ja suolan muodostamiseksi.
Kemiallinen reaktiokaava:
RCOO-plus Hplus→ RCOOH
Kattava reaktiokaava:
C9H8O4plus ROH → C7H6O3plus RCOOH
Yleisesti ottaen asetyylisalisyylihapon ja alkoholin välisen transesteröintireaktion voidaan katsoa johtuvan kahdesta avainvaiheesta: esterisidoksen katkaisemisesta ja happo-emäksen neutraloinnista. Transesteröintireaktiossa etikkahapporyhmä (OCCH3) asetyylisalisyylihappo korvataan alkoholiryhmällä (ROH) salisyylihapon ja vastaavan esterituotteen (RCOOH) muodostamiseksi. Tämä reaktio suoritetaan tavallisesti laboratorio-olosuhteissa.
On huomattava, että transesteröintireaktion käänteinen reaktio on myös mahdollinen. Jos olosuhteet sallivat, salisyylihappo ja esteröintituote (RCOOH) voivat regeneroida asetyylisalisyylihapon käänteisreaktion kautta.
3. Hapetusreaktio: Asetyylisalisyylihappo voidaan hapettaa vastaavaksi hapoksi vahvoilla hapettimilla, kuten vetyperoksidilla ja kaliumpermanganaatilla.
Asetyylisalisyylihappo (aspiriini) voi käydä läpi hapettumisreaktioita erilaisten hapettumistuotteiden tuottamiseksi. Seuraava on mahdollinen hapettumisreaktiovaihe ja vastaava kemiallinen reaktiokaava:
Vaihe 1: Protonointi
Ensinnäkin, happamissa olosuhteissa, kuten lisäämällä rikkihappoa (H2SO4) tai vetyperoksidia (H2O2), asetyylisalisyylihapon hydroksyyliryhmä (OH) protonoituu muodostaen hydroksyyli-ionin (OH plus ).
Kemiallinen reaktiokaava:
C9H8O4plus Hplus→ Asetyylisalisyylihappokationi
Vaihe 2: Maksun siirto
Protonoidussa asetyylisalisyylihappokationissa olevat elektronit siirtyvät viereiseen bentseenirenkaaseen muodostaen vapaaradikaalivälituotteen.
Kemiallinen reaktiokaava:
Asetyylisalisyylihappokationi → Vapaaradikaalivälituote
Vaihe 3: Vapaiden radikaalien hapetus
Vapaa radikaali välituote reagoi hapen kanssa (O2), ja vapaan radikaalin välituotteessa olevat elektronit yhdistyvät hapen happiatomien kanssa tuottaen vastaavat hapetustuotteet.
Kemiallinen reaktiokaava:
Vapaa radikaali välituote plus O2→ Hapetettu tuote
Kattava reaktiokaava:
C9H8O4plus H2NIIN4/O2→ Hapetettu tuote
Hapetusreaktiossa asetyylisalisyylihappo käy läpi avainvaiheita, kuten protonoinnin, varauksensiirron ja vapaiden radikaalien hapetuksen. Valmistettu lopullinen hapetustuote riippuu reaktio-olosuhteista ja reagoivien aineiden hapettavasta luonteesta. Spesifinen hapetustuote vaihtelee riippuen reaktion erityisistä olosuhteista.
4. Happo-emäsreaktio: Heikkona happona asetyylisalisyylihappo voi reagoida alkalin kanssa muodostaen vastaavaa suolaa ja vettä. Seuraava on mahdollinen happo-emäs-reaktiovaihe ja vastaava kemiallinen reaktiokaava:
Vaihe 1: Protonien siirto
Ensinnäkin, alkalisissa olosuhteissa, kuten lisäämällä natriumhydroksidia (NaOH) tai natriumkarbonaattia (Na2CO3), asetyylisalisyylihapon karboksyyliryhmässä (COOH) oleva protoni (H plus ) korvataan emäksen hydroksidi-ionilla (OH-). muodostaen vastaavan suolan.
Kemiallinen reaktiokaava:
C9H8O4plus OH-→ Asetyylisalisylaattisuola plus H2O
Vaihe 2: Happo-emäs neutralointi
Muodostunut asetyylisalisylaattisuola käy läpi happo-emäsneutralointireaktion emäksessä olevan kationin kanssa vastaavan hapon ja suolan muodostamiseksi, mihin liittyy veden muodostuminen.
Kemiallinen reaktiokaava:
Asetyylisalisylaattisuola plus Hplus → C9H8O4
VAI NIIN-plus Hplus → H2O
Kattava reaktiokaava:
C9H8O4 plus NaOH → asetyylisalisylaattisuola plus H2O
Happo-emäsreaktiossa asetyylisalisyylihapon karboksyyliryhmä (COOH) korvataan emäksessä olevalla hydroksidi-ionilla (OH-) vastaavan asetyylisalisylaattisuolan muodostamiseksi, ja samalla muodostuu vettä. Tämä reaktio suoritetaan tavallisesti laboratorio-olosuhteissa.
5. Hydroksyylisubstituutioreaktio: Asetyylisalisyylihapon hydroksyyliryhmä voidaan substituoida erilaisten substituutiotuotteiden muodostamiseksi.
Seuraava on mahdollinen hydroksyylisubstituutioreaktiovaihe ja vastaava kemiallinen reaktiokaava:
Vaihe 1: Elektrofiilihyökkäys
Ensinnäkin sopivissa reaktio-olosuhteissa, kuten käyttämällä happamia katalyyttejä tai emäksisiä olosuhteita, elektrofiili (kuten halogenoidut hiilivedyt, aldehydit, ketonit jne.) hyökkää asetyylisalisyylihapon hydroksyyliryhmää (OH) vastaan ja korvaa hydroksyyliryhmän.
Kemiallinen reaktiokaava:
C9H8O4plus Elektrofiili (elektrofiili) → Tuote plus H2O
Vaihe 2: Korvaustuotteen muodostus
Elektrofiilin hyökkäyksen alaisena hydroksyyliryhmä korvautuu, jolloin muodostuu uusi yhdiste, substituutiotuote.
Kemiallinen reaktiokaava:
Tuote (korvaava tuote) plus H2O
Hydroksyylisubstituutioreaktiossa asetyylisalisyylihapon hydroksyyliryhmä korvataan elektrofiilillä substituoidun tuotteen muodostamiseksi. Spesifinen substituutiotuote riippuu käytetystä elektrofiilistä ja reaktio-olosuhteista.
6. Karboksyylihapon johdannaisreaktio: Asetyylisalisyylihapon karboksyyliryhmä voi osallistua sarjaan karboksyylihapon johdannaisreaktioita, kuten asyylikloridin, imidin muodostumisen jne.
Asetyylisalisyylihappo (aspiriini) voi käydä läpi karboksyylihapon derivatisointireaktion, jossa karboksyyliryhmä (COOH) korvataan toisella funktionaalisella ryhmällä. Seuraava on mahdollinen karboksyylihapon derivatisointireaktiovaihe ja vastaava kemiallinen reaktiokaava:
Vaihe 1: Nukleofiilihyökkäys
Ensinnäkin sopivissa reaktio-olosuhteissa, kuten käyttämällä nukleofiilia (kuten alkoholia, amiinia, nitriiliä jne.) ja hapanta tai emäksistä katalyyttiä, nukleofiilin nukleofiilinen kohta hyökkää asetyylisalisyylihapossa olevaa karboksyyliryhmää (COOH) vastaan ja muodostaa välimuoto.
Kemiallinen reaktiokaava:
Asetyylisalisyylihappo plus Nukleofiili → Välituote
Vaihe 2: Eliminaatioreaktiot
Ensimmäisessä vaiheessa valmistetussa välituotteessa tapahtuu eliminaatioreaktio, tavallisesti happokatalysoitu tai emäskatalysoitu, jolloin välituotteen sisällä oleva atomi tai funktionaalinen ryhmä pääsee poistumaan molekyylistä ja muodostamaan samanaikaisesti uuden kemiallisen sidoksen.
Kemiallinen reaktiokaava:
Keskitaso → Eliminaatiotuote plus tuote
Vaihe 3: Happo-emäsneutralointi
Eliminaatioreaktiossa syntynyt tuote neutraloidaan reaktiosysteemissä olevalla hapolla tai emäksellä lopullisen johdannaisen saamiseksi.
Kemiallinen reaktiokaava:
Eliminaatiotuote plus Hplustai OH-→ tuote
Karboksyylihapon derivatisointireaktiossa asetyylisalisyylihapon karboksyyliryhmä hyökkää nukleofiilin kimppuun, ja sitten tapahtuu eliminaatioreaktio, joka lopulta muodostaa johdannaisen. Spesifinen johdannaisrakenne riippuu käytetystä nukleofiilistä, katalyytistä ja reaktio-olosuhteista.
Huomaa, että yllä olevat ovat vain muutamia tyypillisiä reaktioita, joita voi esiintyä asetyylisalisyylihapon kanssa, ja asetyylisalisyylihapon stabiilisuus lääkkeenä on myös otettava huomioon. Jos sinulla on erityistarpeita erityisiin vastauksiin tai tarkempiin kuvauksiin, lähetä tarkempia kysymyksiä, niin yritän auttaa sinua.