實(shí)驗(yàn)八肉桂酸的制備

1、實(shí)驗(yàn)八肉桂酸的制備一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)肉桂酸的制備原理和方法。學(xué)習(xí)水蒸氣蒸憎的原理及其應(yīng)用，掌握水蒸氣蒸餉的裝置及操作方法?；驹?、Perkin反應(yīng)制備肉桂酸芳香醛與具有0H原子的脂肪酸肝在相應(yīng)的無(wú)水脂肪酸鉀鹽或鈉鹽的催化卜共熱發(fā)生縮合反應(yīng)，生成芳基取代的a,0不飽和酸，此反應(yīng)稱為Perkin反應(yīng)。反應(yīng)式如卜：zCH3*o150-170-CH=CHCOOH+CH3COOHPerkm反應(yīng)的催化劑通常是相應(yīng)酸肝的竣酸鉀或鈉鹽，何時(shí)也町用碳酸鉀或叔胺代替。反應(yīng)時(shí).可能是酸肝受醋酸鉀（鈉）的作用，生成一個(gè)酸肝的負(fù)離子，負(fù)離子和醛發(fā)生親核加成，生成中間物0輕基酸肝，然后再發(fā)生失水和水解作用而得到不飽和酸

2、。反應(yīng)機(jī)理如卜：OO(CH3CO)2O+CH3COOK-ch2-Lo4-ch3k+ch3cooh2、水蒸氣蒸係的基本原理及實(shí)驗(yàn)操作（1）水蒸氣蒸錨的棊本原理當(dāng)有機(jī)物與水一起共熱時(shí)，根據(jù)道爾頓（Dalton）分壓定律，整個(gè)系統(tǒng)的蒸氣壓應(yīng)為各組分蒸氣壓Z和，即：&Ph、。其中尸代表總的蒸氣壓，。為水的蒸氣壓，為與水不相溶物或難溶物質(zhì)的蒸氣壓。當(dāng)總蒸氣壓尸與人氣壓相等時(shí)，則液體沸騰。這時(shí)的溫度即為它們的沸點(diǎn)。這時(shí)的沸點(diǎn)必定較任一組分的沸點(diǎn)低。因此在常壓卜用水蒸氣蒸館，就能在低riooc的情況卜將高沸點(diǎn)組分與水一起蒸出來(lái)例如水與苯甲醛混合物的沸點(diǎn)為97.9C。此時(shí)：7=760111111113%0=7

3、O3-5imnHg尿=65-5minHg水蒸氣蒸飾法的優(yōu)點(diǎn)在丁使所需要的有機(jī)物可在較低的溫度卜-從混合物中蒸館出來(lái)，可以避免在常壓下蒸爾時(shí)所造成的損失，提高分離提純的效率。同時(shí)在操作和裝置方而也較減壓蒸飾簡(jiǎn)便一些，所以水蒸氣蒸館可以應(yīng)用丁吩離和提純有機(jī)物。水蒸氣蒸爾常在卜列情況卜使用：混合物中含有人最的固體，通常的蒸飾、過(guò)濾、萃取等分離方法都不適用?；旌衔镏泻薪股菭钗镔|(zhì)，采用通常的蒸爾、萃取等方法非常困難。(O在常壓下蒸爾高沸點(diǎn)有機(jī)物質(zhì)會(huì)發(fā)生分解。被提純物質(zhì)必須具備以卜幾個(gè)條件：不溶或難溶丁水。在沸騰卜與水不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在100C左右必須具有一定的蒸氣壓(一般不小于lOminHg)。(2)

4、水蒸氣蒸懶的實(shí)驗(yàn)操作水蒸氣蒸飾裝置如圖2所示。用500niL圓底燒瓶作水蒸氣發(fā)生器，內(nèi)盛水約占其容量的1/22/3,以長(zhǎng)玻璃管作為安全管，管的卜端接近瓶底，根據(jù)管中水柱的高低，可以估計(jì)水蒸氣壓力的人小。水蒸氣導(dǎo)管末端應(yīng)接近蒸飴燒瓶底部，以使水蒸氣和被蒸飾物質(zhì)充分接觸并起攪拌作用。發(fā)生器的水蒸氣導(dǎo)出管與一個(gè)T形管相連，T形管的支管套一個(gè)短橡皮管，橡皮管上用螺旋夾夾住，T形管的另一端與蒸館部分的導(dǎo)管相連，T形管用來(lái)除去水蒸氣中冷凝卜來(lái)的水分。在操作中，如果發(fā)生不正?，F(xiàn)象，應(yīng)立刻打開螺旋夾，使Z與人氣相通。將反應(yīng)裝置按圖2連接好，打開T形管上的螺旋夾，把水蒸氣發(fā)生器里的水加熱到沸騰，當(dāng)有水蒸氣從T形

5、管的支管沖出時(shí)，再旋緊螺旋夾，讓水蒸氣通入燒瓶中，這時(shí)可以看到燒瓶中的混合物翻騰不息，不久在冷凝管中就會(huì)出現(xiàn)有機(jī)物質(zhì)和水的混合物。調(diào)節(jié)加熱溫度，使瓶?jī)?nèi)的混合物不致飛濺得太厲害，并控制飾出液的速度約為每秒種23滴。為了使水蒸氣不致丁在燒瓶?jī)?nèi)過(guò)多地冷凝，在進(jìn)行水蒸氣蒸館時(shí)通常也可用小火將蒸餡燒瓶加熱。在操作時(shí)，要隨時(shí)注意安全管中的水柱是否發(fā)生不正常的上升現(xiàn)彖，以及蒸爾燒瓶中的液體是否發(fā)生倒吸現(xiàn)彖，一口發(fā)生這種現(xiàn)象，應(yīng)立刻打開螺旋夾，移去熱源，找出發(fā)生故障的原因。必須把故障排除后，方可繼續(xù)蒸館。當(dāng)飾出液澄清透明，不再含有汕滴時(shí)，一般即可停止蒸簡(jiǎn)這時(shí)應(yīng)首先打開螺旋夾，然后移去熱源，以免發(fā)生倒吸現(xiàn)象。三

6、、主要試劑與儀器試劑苯甲醛6niL(O.O61110I),乙酸肝11niL(0.12mol),無(wú)水醋酸鉀6g(O.O61110I),飽和碳酸鈉溶液，濃鹽酸，活性炭。儀器250rnL三II燒瓶，空氣冷凝管，250mL圓底燒瓶，75度彎管，直形冷凝管，支管接引管，錐形瓶，量筒，燒杯，布氏漏斗，吸濾瓶，表面皿，紅外燈。四、主要試劑與產(chǎn)品的物理常數(shù)名稱分子量性狀折光率比重熔點(diǎn)C沸點(diǎn)。C溶解度：克/100ml溶劑水苯甲醛106.12無(wú)色液體1.54501.044-26178-1790.3OOOO乙酸稈102.08無(wú)色液體139001.082-73138-14012溶不溶肉桂酸148.16無(wú)色結(jié)晶1.24

7、8133-1343000.0424溶五、實(shí)驗(yàn)裝置制備肉桂酸的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1、圖2所示。圖1制備肉桂酸的反應(yīng)裝代圖圖2水裁氣裁憎裝置圖六、實(shí)驗(yàn)步驟在250mL三II燒瓶中依次加入無(wú)水醋酸鉀6g,苯甲醛6mL,乙酸肝11mL,沸石2粒。安裝反應(yīng)裝置如圖1,三II燒瓶一II堵塞，一II插入溫度計(jì)進(jìn)液相，一II裝空氣冷凝管。用電夾套加熱，控制溫度在150170C回流lh。要注意控制加熱速度，防止物料從空氣冷凝管頂端逸出，必耍時(shí)可再接一個(gè)冷凝管。將反應(yīng)液冷卻至約100C左右，加入40mL熱水，此時(shí)有固體析出。向三II燒瓶?jī)?nèi)加入飽和碳酸鈉溶液，并搖動(dòng)三II燒瓶，用pH試紙檢驗(yàn)，直到pH值為8左右，約需飽和

8、碳酸鈉溶液3040mLo6如圖2搭好水蒸氣蒸飴裝置，蒸出未反應(yīng)的苯甲醛，蒸到飴出液澄清無(wú)汕珠時(shí)停止蒸飴（可用盛水的燒杯去接引管卜接幾滴飾出液，檢驗(yàn)有無(wú)油珠），約需20inm。7.將剩余液轉(zhuǎn)入400inL燒杯中，補(bǔ)加少最水至液體總最為200250mL,再加12匙活性炭。&煮沸脫色5mm。趁熱減壓過(guò)濾，濾液轉(zhuǎn)入干凈的燒杯，冷卻到室溫。攪拌卜慢慢加入濃鹽酸，到pH試紙變紅，人約需要2040niLo冷卻到室溫后，減壓過(guò)濾，濾餅用510mL冷水洗滌，抽卡。12、濾餅轉(zhuǎn)入表而皿，紅外燈卜干燥。產(chǎn)品稱最，回收，計(jì)算產(chǎn)率。七、注意事項(xiàng)久置的苯甲醛含苯甲酸，故盂蒸飾提純。苯甲酸含最較多時(shí)可用卜法除去：先用10%

9、碳酸鈉溶液洗至無(wú)CO,放出，然后用水洗滌，再用無(wú)水硫酸鎂干燥，干燥時(shí)加入1%對(duì)苯二酚以防氧化，減壓蒸館，收集79C/25nmiHg或69C/15mmHg,或62C/10mmHg的飾分，沸程2C,貯存時(shí)可加入0-5%的對(duì)苯二酚。無(wú)水醋酸鉀需新鮮熔融。將含水醋酸鉀放入蒸發(fā)皿內(nèi)，加熱至熔融，立即倒在金屬板上，冷后研碎，置于干燥器中備用。反應(yīng)混合物在加熱過(guò)程中，由丁-CO?的逸岀，最初反應(yīng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)泡沫。反應(yīng)混合物在150170C卜長(zhǎng)時(shí)間加熱，發(fā)生部分脫竣而產(chǎn)生不飽和坯類副產(chǎn)物，并進(jìn)而生成樹脂狀物，若反應(yīng)溫度過(guò)高（200C）,這種現(xiàn)象更明顯。肉桂酸有順?lè)串悩?gòu)體，通常以反式存在，為無(wú)色晶體，熔點(diǎn)133C。如果產(chǎn)品不純，可在水或3：1稀乙醇中進(jìn)行重結(jié)晶。八、思考題1、具有何種結(jié)構(gòu)的醛能進(jìn)行Perkin反應(yīng)？2、本實(shí)驗(yàn)中在水蒸氣蒸餡前為什么用飽和碳酸鈉溶液中和反應(yīng)物？3、為什么不能用氫氧化鈉代替碳酸鈉溶液來(lái)中和反應(yīng)物?4、水蒸氣蒸館通常在哪三種情況卜使用？被提純物質(zhì)必須貝備哪些條件？5、肉桂酸能溶丁熱水，難溶丁冷水，試問(wèn)如何提純Z?定出操作步驟，