Aspirin (hay acetylsalicylic acid), là một dẫn xuất của salicylic acid được sử dụng để hạ sốt và giảm đau nhẹ đến trung bình do tình trạng đau nhức cơ, răng, cảm lạnh đau đầu và sưng tấy do viêm khớp. Một nhóm học sinh thực hiện tổng hợp Aspirin trong phòng thí nghiệm như sau:
Bước 1: Cho 75,0 gam salicylic acid khan và 105,0 mL acetic anhydride ($d=1,08\text{ g/mL}$) vào bình cầu 250 mL; thêm 4,0 mL sulfuric acid đặc vào và lắc kỹ. Sau đó, khuấy khối phản ứng ở 50–60°C trong khoảng 45 phút cho đến khi tan hết phần chất rắn.
Bước 2: Dùng nước đá để làm lạnh hỗn hợp phản ứng đến nhiệt độ nhỏ hơn 10°C. Cho hỗn hợp vào cốc lớn, thêm từ từ 750 mL nước cất và khuấy kỹ, aspirin sẽ kết tủa. Lọc lấy sản phẩm bằng phễu lọc Buchner.
Bước 3: Hòa tan aspirin thô trong 100 mL ethanol 90°, đun nóng để tan hoàn toàn, sau đó đổ dung dịch này từ từ vào 450 mL nước nóng khoảng 50°C, đun nóng nhẹ cho chất rắn tan hết. Để nguội dung dịch thu được đến nhiệt độ phòng. Aspirin kết tinh dưới dạng tinh thể, lọc và hút hết nước, sấy khô ở 50°C.
Bước 4: Cân sản phẩm thu được 83,1 gam aspirin. Hiệu suất của quá trình là $x\%$.
Biết phương trình hóa học điều chế aspirin từ salicylic acid được biểu diễn như sau:

a) Đúng. Phản ứng theo tỉ lệ mol $1:1$: $$C_7{H}_6{O}_3+C_4{H}_6{O}_3\to C_9{H}_8{O}_4+C_2{H}_4{O}_2.$$ $$n_{\text{salicylic}}=\frac{75,0}{138}=0,543478\cdots \text{mol};m_{\text{anhydride}}=105,0\times 1,08=113,4\text{g},n_{\text{anhydride}}=\frac{113,4}{102}=1,111765\cdots \text{mol}.$$ Salicylic acid là chất giới hạn. $$m_{\text{lt}}=\frac{75}{138}\times 180=97,826087\cdots \text{g};H=\frac{83,1}{97,826087\cdots }\times 100\%\approx 85\%.$$
b) Đúng (theo dữ liệu độ tan thông dụng ở khoảng $25^{\circ }C$). Aspirin khoảng $3,3\text{g}/\text{L}$ hoặc hơn, salicylic acid khoảng $2,24\text{g}/\text{L}$.
c) Sai. Aspirin có nhóm ester $-OCOC{H}_3$ và nhóm carboxylic acid $-COOH$; nhóm phenolic $-OH$ đã bị acetyl hóa thành ester, nên aspirin không còn nhóm chức phenol.
d) Đúng. Làm tan aspirin thô trong dung môi nóng, để nguội để chất rắn kết tinh rồi lọc là phương pháp kết tinh lại.
Kết luận Câu 3: a) Đúng; b) Đúng; c) Sai; d) Đúng.
Chú thích đối chiếu độ tan: PubChem ghi độ tan nước của salicylic acid khoảng $2,24g/L$ (25°C); aspirin được dẫn khoảng $3,33g/L$ (1 g/300 mL, 25°C), hoặc số liệu khác khoảng $4,6g/L$ (25°C). Tài liệu tham khảo: PubChem CID 338 và CID 2244; Dressman và cộng sự, Journal of Pharmaceutical Sciences (2012).
a) Đúng. Phản ứng điều chế aspirin (acetylsalicylic acid) từ salicylic acid và acetic anhydride diễn ra theo tỉ lệ mol $1:1$: $$C_7{H}_6{O}_3+C_4{H}_6{O}_3\to C_9{H}_8{O}_4+C_2{H}_4{O}_2.$$ Tính lượng chất ban đầu: $$n_{\text{salicylic}}=\frac{75,0}{138}=0,543478\cdots \text{mol}.$$ $$m_{\text{anhydride}}=105,0\times 1,08=113,4\text{g},n_{\text{anhydride}}=\frac{113,4}{102}=1,111765\cdots \text{mol}.$$ Salicylic acid là chất giới hạn. Khối lượng aspirin lý thuyết: $$m_{\text{lt}}=\frac{75}{138}\times 180=97,826087\cdots \text{g}.$$ Hiệu suất: $$H=\frac{83,1}{97,826087\cdots }\times 100\%=84,95\cdots \%\approx 85\%.$$
b) Đúng (theo dữ liệu độ tan thông dụng ở khoảng $25^{\circ }C$). Aspirin và salicylic acid đều ít tan trong nước, nhưng độ tan thường được dẫn cho aspirin khoảng $3,3\text{g}/\text{L}$ hoặc hơn, trong khi salicylic acid khoảng $2,24\text{g}/\text{L}$. Giá trị thực nghiệm có thể phụ thuộc điều kiện đo, độ pH và sự phân hủy của aspirin. Vì thế, nhận định so sánh trong đề được đánh giá là đúng theo các trị số tham khảo này.
c) Sai. Aspirin có nhóm ester $-OCOC{H}_3$ và nhóm carboxylic acid $-COOH$. Nhóm phenolic $-OH$ của salicylic acid đã bị acetyl hóa thành ester, nên aspirin không còn nhóm chức phenol.
d) Đúng. Làm tan aspirin thô trong dung môi nóng, sau đó để nguội để chất rắn kết tinh rồi lọc thu sản phẩm là phương pháp kết tinh lại, dùng để tinh chế chất rắn.