化学反応とエネルギー： 電子レンジを用いた アセチルサリチル酸の合成

エネルギー・環境教育 教育素材集
広島大学エネルギー・環境教育研究会
化学反応とエネルギー：
電子レンジを用いた
アセチルサリチル酸の合成
古賀信吉・田中春彦
（広島大学エネルギー教育研究会）
□ ねらい
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(1) サリチル酸のアセチル化に必要となるエネルギーと
してマイクロ波を用い，従来法と比較することにより，
化学反応に要するエネルギーの多様性を理解させる。
(2) 電子レンジを用いてアセチルサリチル酸の合成をお
こなう場合，従来の湯浴での加熱よりも大きなエネルギ
ーが供給されるため，触媒を必要とせず，反応時間の短
縮が図れることを理解させる。
□ ポイント
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従来法とマイクロ波を用いた合成法を比較することを
通じて，新しい反応エネルギーの可能性，触媒や試薬の
削減を意識させ，グリーンケミストリーの意義を理解さ
せる。
□ 器具
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・ 家庭用電子レンジ(500W)
・ ビーカー
・ メスピペット
・ マグティックスターラー
・ ガラス棒
・ 温度計(120℃)
・ ろ紙
・ ブフナーろうと
・ 吸引びん
・ 薄層
・ マスク
・ 保護メガネ
・ 作業用手袋
□ 試薬
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・ サリチル酸
・ 無水酢酸
・ 無水酢酸ナトリウム
・ ジエチルエーテル
・ 石油エーテル
・ アセトン
・ ヘキサン
・ アセチルサリチル酸
□操作
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[実験 1] アセチルサリチル酸の合成 1)（従来法）
(1) 乾いた 50ml 三角フラスコにサリチル酸 5g を入れ，
これに無水酢酸 10ml を加える。
(2) 触媒として，無水酢酸ナトリウム 1g を加え，よくか
き混ぜる。
(3) フラスコの中の固体を湯浴で溶かし，反応を終結さ
せる。
(4) 100ml ビーカーに水 50ml を入れ，その中に操作(3)
の溶液を加える。浴かき混ぜて過剰の無水酢酸を加
水分解する。
(5) 冷水で十分冷却し，結晶を析出させる。
(6) 得られた結晶を吸引ろ過した後風乾する。
[実験 2]電子レンジを用いたアセチルサリチル酸の合成
(1) サリチル酸 5g をビーカー(50ml)に量り取り，無水酢
酸 5ml を加え，よくかき混ぜる。
(2) 電子レンジ(500W)中，混合試料にマイクロ波を 2 分
間照射する。
*このとき試料は透明の液体として得られる。もし，
ビーカー内に固体が残っている場合は照射時間を
長くする必要がある。
(3) マイクロ波照射後，得られた混合溶液の温度が約
85℃になるまで攪拌し，蒸留水 30ml を加え，さら
に約 1 分間攪拌する。
(4) 氷水浴中で 5 分間攪拌し，得られた結晶を吸引ろ過
した後風乾する。
[実験 3] 再結晶
(1) [実験 1]および[実験 2]から得られた試料をジエチル
エーテル 65ml に溶かした後，等容の石油エーテル
を加え静置する。
(2) 析出した結晶を吸引ろ過し，乾燥させて収量を求め
る。
(3) 理論値および[実験 1]，[実験 2]の操作で得られた試
料の収量を比較する。
[実験 4] 結晶の定性試験
[実験 3]で再結晶して得られた試料，標品アセチルサ
リチル酸およびサリチル酸の各少量をそれぞれ試験
管にとり，水で溶解する。これに 0.02mol/l 塩化鉄(Ⅲ)
水溶液を加えて各溶液の色を比較する。
[実験 5] 結晶の同定(薄層クロマトグラフィー)
(1) 合成した試料，標品アセチルサリチル酸およびサリ
チル酸を水に溶解する。
(2) 試料溶液を薄層の先端から 2cm の位置にガラス毛
管を用いて直径 1.5~2mm のスポット状に付着させ
乾燥する。
(3) 展開溶媒(アセトン：ヘキサン=4：3)に，薄層の先端
を浸し，展開させる。
(4) 上端近くまで展開後，薄層を取りだし，すばやく展
開先端に印をつけ，Rf 値を求める。
□ 留意点
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○ 電子レンジを用い，アセチルサリチル酸を合成する
場合，混合試料中の無水酢酸が蒸発するため，電子
レンジの扉を開けた際に酢酸臭が生じる。このため，
実験はドラフトなど排気設備のある場所でおこな
い，マスクを着用する事が望ましい。
○ マイクロ波の照射時間が長くなると，生成物が飴状
になり，結晶化が困難となるため収量が少なくなる。
これを防ぐために事前に実験に用いる電子レンジ
を使用し，適切な照射時間を調べておく必要がある。
○ サリチル酸と無水酢酸の混合物に，マイクロ波を照
射する場合，混合試料中の無水酢酸の量が多くなる
ほど試料の温度は高くなる。このため，今回用いた
サリチル酸，無水酢酸の混合量よりも多いあるいは
少ない試薬量で実験をおこなう場合には混合量に
注意する必要がある。また，試料量を少なくした場
合，マイクロ波照射時間も短くする必要がある。
○ 合成後のアセチルサリチル酸は，医薬用に使用して
はいけない。
□ 解説
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[アセチルサリチル酸の合成反応]
アセチルサリチル酸(アスピリン)は，次式のようにサ
リチル酸のアセチル化により生成する物質であり，解
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熱・鎮痛剤として医薬品等に広くもちいられている。
[マイクロ波照射によるアセチルサリチル酸の合成]
サリチル酸と無水酢酸の混合物に，マイクロ波を照射
し，試料の温度変化を測定した場合，混合試料中の無水
酢酸の量が多くなるほど試料の温度は高くなることがわ
かる。この結果から，無水酢酸がマイクロ波照射により
加熱媒体となり反応が進行すると考えられる。
□ 参考文献
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1)田中春彦 編，化学の実験，培風館，1995，p95．