Sintesi dell'aspirina - Università degli Studi della Basilicata

Progetto Lauree Scientifiche 2006.
Esperienza di Sintesi Organica
Premessa
Le sostanze organiche, molecole costituite principalmente da atomi di Carbonio e Idrogeno con, in
minore quantità, Ossigeno, Azoto e Zolfo, costituiscono la materia prima degli organismi viventi.
Gli amminoacidi, gli zuccheri, gli acidi grassi e gli acidi nucleici sono le sostanze organiche più
comuni in natura. Moltissimi composti organici naturali presentano attività biologica come
nutrienti, aromi e farmaci, tuttavia spesso accade che le quantità di sostanze organiche bioattive
estraibili da fonti naturali (vegetali o animali) non siano sufficienti a sopperire alla richiesta oppure
che l’estrazione non sia economicamente sostenibile. Accade anche che principi attivi naturali
abbiano effetti collaterali indesiderati, per cui sono necessarie loro modifiche chimiche per
ottenerne derivati più attivi e sicuri per la salute. Per avere composti organici in quantità
considerevole e con la voluta struttura ed attività è allora necessario fare ricorso a procedimenti
sintetici che permettano di preparare, su scala di laboratorio o industriale, sostanze organiche sia di
origine naturale che artificiali.
Queste caratteristiche della Sintesi Organica verranno evidenziate nel corso di questa esperienza di
laboratorio, dove effettueremo la preparazione dell’aspirina, sostanza artificiale ad attività
farmacologica, derivata da un prodotto di origine naturale, come l’acido acetil salicilico.

ASPIRINA
L’aspirina è uno dei farmaci più diffusi dei nostri giorni come analgesico, antipiretico ed antiinfiammatorio.
La storia dell’aspirina inizia nel 1763, quando Edward Stone tenne una relazione
alla Royal Society di Londra dal titolo: “Relazione sul successo ottenuto con la corteccia di salice
nella cura delle febbri acute”. Era il primo studio scientifico sull’effetto antifebbrile della corteccia
di salice, anche se tale rimedio era già ben conosciuto dalla medicina popolare europea e cinese.
Quasi un secolo dopo un medico scozzese scoprì che tali estratti di corteccia attenuavano anche i
sintomi dei reumatismi. Poco dopo i chimici che lavoravano con l’estratto di corteccia di salice e
con i fiori dell’olmaria (che fornivano un principio simile) isolarono e identificarono il componente
attivo che risultò essere l’acido salicilico (da salix, nome latino del salice).
O OH
OH
Acido 2-idrossibenzoico
(Acido salicilico)
O O -
Na +
OH
Salicilato di sodio
O OH
O
O
CH 3
Acido acetil salicilico
(Aspirina)
La sostanza fu poi presto prodotta chimicamente in grandi quantità per uso medico, anche se
l’acido salicilico presentò subito seri effetti collaterali dato che, a causa della sua acidità, provocava
gravi irritazioni delle mucose della bocca, della gola e dello stomaco. In un primo tempo si cercò di
ovviare a questi problemi somministrando il suo sale sodico, ma anche il salicilato di sodio risultava
di difficile somministrazione essendo di sapore estremamente sgradevole. La svolta avvenne nel
1893, quando Felix Hoffmann, chimico della ditta tedesca Bayer, sviluppo una sintesi vantaggiosa
dell’acido acetil salicilico, derivato che risultava avere le stesse proprietà terapeutiche dell’acido
salicilico, senza però avere sapore sgradevole ed irritare le mucose orali e gastriche. La Bayer
chiamò questo composto con il nome di “Aspirina”, nome derivato dal prefisso a per acetile e dalla
radice –spir, dal nome latino dell’olmaria, spirea ulmaria. La storia dell’aspirina è simile a quella di
molti altri farmaci, dove il principio attivo è dapprima individuato in estratti naturali, quindi isolato
e caratterizzato ed infine migliorato mediante processi chimici.
Soltanto negli ultimi anni gli scienziati hanno cominciato a capire il modo di azione dell’aspirina.
Questo composto, come altri anti-infiammatori, interviene nell’organismo bloccando la biosintesi
delle prostaglandine, sostanze implicate in moltissimi processi fisiologici, tra cui i processi
infiammatori, a loro volta connessi con il dolore e la febbre.

Sintesi dell’Acido Acetilsalicilico (ASPIRINA).
O OH
OH
Acido 2-idrossibenzoico
(Acido salicilico)
CH 3
CH 3
O
O
O
anidride acetica
O OH
O
O
CH 3
Acido acetil salicilico
(Aspirina)
Reagenti
Acido salicilico (PM 138.12) 5.0 g (0.036 moli)
Anidride acetica (PM 102.9) 10.8 g, 10.0 ml (0.105 moli)
Acido solforico conc. 5 gocce
Acqua distillata q.b
Alcol etilico 15 ml
Apparecchiatura
Beuta da 50 ml Agitatore magnetico e ancoretta
Bacchetta di vetro Beuta da vuoto da 250 ml
Imbuto Buchner Termometro
2 Becher da 250 ml 100 ml Pipette Pasteur e carta da filtro
Pipetta graduata da 5 ml Cilindro graduato da 50 ml
Becher da 100 ml
+
CH 3
O
OH
Acido acetico
PROCEDURA
Preparazione
Mettere 5.0 g di acido salicilico in una beuta da 50 ml, con una pipetta graduata aggiungere 10 ml di
anidride acetica e, con una pipetta Pasteur, 5 gocce di acido solforico concentrato (attenzione
prodotto caustico!). Riscaldare in un bagno di acqua a ca. 50 °C per 15 minuti mantenendo sotto
agitazione (con ancoretta magnetica o con bacchetta di vetro). Al termine lasciare raffreddare la
soluzione a temperatura ambiente, osservando la formazione di cristalli di acido acetilsalicilico. Per
favorire la cristallizzazione può essere necessario raffreddare in bagno di ghiaccio o aggiungere
poca acqua fredda. Versare in un becher da 250 ml contenente 100 ml di acqua e raffreddare ancora
in bagno di ghiaccio. Si osserverà la formazione di un precipitato solido. Filtrare il precipitato sotto
vuoto con imbuto di Buchner e lavare i cristalli con acqua fredda. Lasciare sul filtro con la pompa
accesa in modo da togliere il più possibile il solvente presente. Pesare il prodotto grezzo e calcolare
la resa percentuale.
Purificazione
Trasferire il solido in un becher da 100 ml, aggiungere ca. 15 ml di etanolo e riscaldare fino a che il
solido si scioglie completamente. Quindi versare la soluzione in ca. 50 ml di acqua calda (60-70°)
contenuta in un becher da 250 ml. Se si osserva precipitazione del solido riscaldare la miscela fino a
che appare completamente limpida, quindi lasciarla raffreddare lentamente. Si osserverà formazione
di cristalli aghiformi. Filtrare i cristalli sotto vuoto su imbuto Buchner, asciugarli, pesarli e
determinare la resa.
Il prodotto può essere ulteriormente purificato per cristallizzazione da miscela di etere etilico ed
etere di petrolio.