實驗八肉桂酸的制備

1、實驗八肉桂酸的制備一、實驗?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，何時也町用碳酸鉀或叔胺代替。反應(yīng)時.可能是酸肝受醋酸鉀（鈉）的作用，生成一個酸肝的負(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驗操作（1）水蒸氣蒸錨的棊本原理當(dāng)有機(jī)物與水一起共熱時，根據(jù)道爾頓（Dalton）分壓定律，整個系統(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，則液體沸騰。這時的溫度即為它們的沸點。這時的沸點必定較任一組分的沸點低。因此在常壓卜用水蒸氣蒸館，就能在低riooc的情況卜將高沸點組分與水一起蒸出來例如水與苯甲醛混合物的沸點為97.9C。此時：7=760111111113%0=7

3、O3-5imnHg尿=65-5minHg水蒸氣蒸飾法的優(yōu)點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，可以避免在常壓下蒸爾時所造成的損失，提高分離提純的效率。同時在操作和裝置方而也較減壓蒸飾簡便一些，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有機(jī)物質(zhì)會發(fā)生分解。被提純物質(zhì)必須具備以卜幾個條件：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、水蒸氣蒸懶的實驗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T形管相連，T形管的支管套一個短橡皮管，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形管用來除去水蒸氣中冷凝卜來的水分。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，再旋緊螺旋夾，讓水蒸氣通入燒瓶中，這時可以看到燒瓶中的混合物翻騰不息，不久在冷凝管中就會出現(xiàn)有機(jī)物質(zhì)和水的混合物。調(diào)節(jié)加熱溫度，使瓶內(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內(nèi)過多地冷凝，在進(jìn)行水蒸氣蒸館時通常也可用小火將蒸餡燒瓶加熱。在操作時，要隨時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，一般即可停止蒸簡這時應(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C沸點。C溶解度：克/100ml溶劑水苯甲醛106.12無色液體1.54501.044-26178-1790.3OOOO乙酸稈102.08無色液體139001.082-73138-14012溶不溶肉桂酸148.16無色結(jié)晶1.24

7、8133-1343000.0424溶五、實驗裝置制備肉桂酸的實驗裝置如圖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、實驗步驟在250mL三II燒瓶中依次加入無水醋酸鉀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，必耍時可再接一個冷凝管。將反應(yīng)液冷卻至約100C左右，加入40mL熱水，此時有固體析出。向三II燒瓶內(nèi)加入飽和碳酸鈉溶液，并搖動三II燒瓶，用pH試紙檢驗，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，蒸到飴出液澄清無汕珠時停止蒸飴（可用盛水的燒杯去接引管卜接幾滴飾出液，檢驗有無油珠），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，計算產(chǎn)率。七、注意事項久置的苯甲醛含苯甲酸，故盂蒸飾提純。苯甲酸含最較多時可用卜法除去：先用10%

9、碳酸鈉溶液洗至無CO,放出，然后用水洗滌，再用無水硫酸鎂干燥，干燥時加入1%對苯二酚以防氧化，減壓蒸館，收集79C/25nmiHg或69C/15mmHg,或62C/10mmHg的飾分，沸程2C,貯存時可加入0-5%的對苯二酚。無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)混合物在加熱過程中，由丁-CO?的逸岀，最初反應(yīng)時會出現(xiàn)泡沫。反應(yīng)混合物在150170C卜長時間加熱，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)溫度過高（200C）,這種現(xiàn)象更明顯。肉桂酸有順反異構(gòu)體，通常以反式存在，為無色晶體，熔點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、本實驗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，試問如何提純Z?定出操作步驟，