肉桂酸的制备

实际产量 理论产量
实际产量 100%=
44.4
100%=
半微量合成方法 一.合成： ① 在 100 mL 干燥的圆底烧瓶中加入 1.5mL (1.575 g,15 mmol) 新蒸馏过的苯甲醛， 4 mL (4.32 g，42 mmol) 新蒸馏过的醋酐以及研细的 2.2 g 无水碳酸钾，2 粒沸石，按 装置图按好装置。
三、 药品及物理常数
化合物
分子量 熔点/°C
沸 点 相对密 折光率 溶 解 度
/°C
度/d204
/n20D
g/100ml 水
苯甲醛 106.13 -56
179 1.047 1.5456 0.3
乙酸酐 102．09 -73
140 1．080 1．3904 12（热解）
反 式 肉 148．16 135
300
本实验的反应装置中使用的反应瓶及回流冷凝管都应事先干燥，否则缩合反应不能 顺利进行。 1．称取新熔融并研细的无水醋酸钾粉末 3g 置于 250mL 三颈瓶中，再加入 3mL 新蒸的
苯甲醛和 5.5mL 乙酐，2 粒沸石，振荡使之混合均匀[1]。 2．按图 1 装配仪器。要求水银温度计水银球的位置是处于液面以下，但不能与反应瓶
3.）水蒸气蒸馏装置及操作 水气蒸馏装置如图 1­a。它由水蒸气发生器 A、导气管 C、三口或二口圆底烧瓶 D 和长的直型水冷凝管 F 组成。若反应在圆底烧瓶内进行，可在圆底烧瓶装配蒸馏头或克 氏蒸馏头代替三口瓶（见图 1­b、c、d）。水蒸气发生器中加入约 1/2~3/4 容积的水。不 易太满，否则沸腾时水易冲至烧瓶。导气管末端应接近烧瓶底部，以便水蒸气能与被蒸 馏物质充分接触并搅动作用。用长的直型冷凝管 F 可以使馏出液充分冷却，由于水的蒸 发热较大，所以冷却水的流速也宜稍大一些。发生器 A 的蒸气出口与导气管 C 通过一 T 形管连接，在 T 形管的支管上套一段短橡皮管，用螺旋夹旋紧，它可以用以除去水蒸气 中冷凝下来的水分。在操作中，如果发生不正常现象，应立刻打开夹子，使与大气相通。 把要蒸馏的物质倒入烧瓶 D 中，其量约为烧瓶容量的 1/3。操作前，应仔细检查装置不 漏气。开始蒸馏时，先将 T 形管上的夹子打开，用直接火把发生器里的水加热到沸腾。 当有水蒸气从 T 形管的支管冲出时，再旋紧夹子，让水蒸气通入烧瓶中，这时可以看到 瓶中的混合物翻腾不息，不久在冷凝管中就出现有机物质和水的混合物。调节火焰，使 瓶内的混合物不致飞溅得太厉害，并控制馏出液的速度约为每秒 2~3 滴。为了使水蒸气 不致在烧瓶内过多地冷凝，在蒸馏时通常也可用小火将烧瓶加热。在操作时，要随时注 意安全管中的水柱是否发生不正常的上升现象，以及烧瓶中液体是否发生倒吸现象。一 旦发生这种现象，应立刻打开夹子，移去火焰，找出发生故障的原因；必须把故障排除 后，方可继续蒸馏。 安全管几乎插入底部以调节内压； 当馏出液澄清透明不再含有机物的油滴时，可停止蒸馏。这时应首先打开夹子，然 后移去火焰。
质的情况下，效果较一般蒸馏或重结晶为好。使用这种方法时，被提纯物质应该具备下 列条件：不溶（或几乎不溶）于水；在沸腾下与水长时间共存而不起化学变化；在 100°C 左右时必须具有一定的蒸气压。
2.）水蒸气蒸馏的原理： 根据道尔顿分压定律，两种互不相溶的液体混合物的蒸气压，等于两种液体单独存 在时的蒸气压之和。当混合物中各组分蒸气压总和等于外界大气压力时，混合物就开始 沸腾。互不相溶的液体混合物的沸点，要比每一物质单独存在时的沸点低。因此，在不 溶于水的有机物质中，通入水蒸气进行水蒸气蒸馏时，在比该物质的沸点低得多的温度， 而且比 100°C 还要低的温度就可使该物质蒸馏出来。 在馏出物中，随水蒸气一起蒸馏出的有机物同水的质量之比（mA/mH2O）,等于两者 的分压（PA 和 PH2O）分别和两者的相对分子质量（MA 和 18）的乘积之比，所以馏出液
2、水蒸汽发生器上的安全管（平衡管）不宜太短，其下端应接近器底，盛水量通常 为其容量的 1／2，最多不超过 2／3，最好在水蒸汽发生器中加进沸石起助沸作用。
3、应尽量缩短水蒸汽发生器与蒸馏烧瓶之间的距离，以减少水汽的冷凝。 4、开始蒸馏前应把 T 形管上的止水夹打开，当 T 形管的支管有水蒸汽冲出时，接通 冷凝水开始通水蒸汽，进行蒸馏。 5、为使水蒸汽不致在烧瓶中冷凝过多而增加混合物的体积。在通水蒸汽时，可在烧 瓶下用小火加热。 6、在蒸馏过程中，要经常检查安全管中的水位是否正合，如发现其突然升高，意味 着有堵塞现象，应立即打开止水夹，移去热源，使水蒸汽发生器与大气相通，避免发生 事故（如倒吸），待故障排除后再行蒸馏。如发现 T 形管支管处水积聚过多，超过支管 部分，也应打开止水夹，将水放掉，否则将影响水蒸汽通过。
仪器：250ml 二口瓶或三口瓶（19mm）、空气冷凝管、200°C 的温度计、水蒸汽蒸 馏装置一套、抽滤装置、250ml 烧杯、表面皿等。 四、 仪器装置和教师讲解要点 1.本实验操作训练的重点是水汽蒸馏操作。
1.）什么是水蒸气蒸馏？ 水蒸气蒸馏是将水蒸气通入不溶或难溶于水但有一定挥发性的有机物质中，使该有 机物质在低于 100°C 的温度下，随着水蒸气一起蒸馏出来。 水蒸气蒸馏是分离和纯化有机物的常用方法，尤其是在反应产物中有大量树脂状杂
② 加热回流（小火加热）40 min，火焰由小到大使溶液刚好回流。 ③ 停止加热，待反应物冷却。 二.后处理： 待反应物冷却后，往瓶内加入 20 mL 热水，以溶解瓶内固体，同时改装成水蒸气蒸 馏装置（半微量装置）。开始水蒸气蒸馏，至无白色液体蒸出为止，将蒸馏瓶冷却至室 温，加入 10 %NaOH（约 10 mL）以保证所有的肉桂酸成钠盐而溶解。待白色晶体溶解后， 滤去不溶物，滤液中加入 0.2 g 活性炭，煮沸 5 分钟左右，脱色后抽滤，滤出活性炭， 冷却至室温，倒入 250 mL 烧杯中，搅拌下加入浓 HCl，酸化至刚果红试纸变兰色。冷却 抽滤得到白色晶体，粗产品置于 250 mL 烧杯中，用水—乙醇重结晶，先加 60 mL 水， 等大部分固体溶解后，稍冷，加入 10 mL 无水乙醇，加热至全部固体溶解后，冷却，白 色晶体析出，抽滤，产品空气中晾干后，称重。 注释： [1] ①无水醋酸钾可用无水醋酸钠或无水碳酸钾代替。 ②无水醋酸钾的粉未可吸收空气中水分，故每次称完药品后，应立刻盖上盛放醋酸 钾的试剂瓶盖，并放回原干燥器中，以防吸水。 ③若用未蒸馏过的苯甲醛试剂代替新蒸馏过的苯甲醛进行实验，产物中可能会含有 苯甲酸等杂质，而后者不易从最后的产物中分离出去。另外，反应体系的颜色也较 深一些。 [2] ①操作中，应先通冷凝水，再进行加热。 ②反应过程中体系的颜色会逐渐加深，有时会有棕红色树脂状物质出现。 [3] 加入热的蒸馏水后，体系分为两相，下层水相；上层油相，呈棕红色。加 Na2CO3 目的是中和反应中产生的副产品乙酸，使肉桂酸以盐的形式溶于水中。 [4] 水蒸气蒸馏的目的：除去未反应的苯甲醛。油层消失后，体系呈匀相为浅棕黄色。 有时体系中会悬浮有少许水溶于水的棕红色固体颗粒。 [5] 加活炭的目的：脱色。 操作要点 1.所用的仪器必须充分干燥。因为乙酸酐遇水即水解成乙酸；无水碳酸钾也极易吸潮。 2.加热回流时要使反应液始终保持微沸状态，反应温度严格控制在 150～170℃之间。反 应时间约 45～60 min。 3.水蒸气蒸馏： (1)操作前,仔细检查整套装置的严密性。 (2)先打开 T 型管的止水夹,待有蒸汽逸出时再旋紧止水夹。 (3)控制馏出液的流出速度，以 2～3 滴/秒为宜。 (4)随时注意安全管的水位，若有异常现象，先打开止水夹，再移开热源，检查、排除故 障后方可继续蒸馏。 (5)蒸馏结束后先打开止水夹，再停止加热，以防倒吸。 4.活性炭脱色后要趁热过滤。 5.用浓 HCl 酸化时，要酸化至呈明显酸性。若滤液过多，先浓缩至 15 ml 左右，再进 行酸化。 本实验的成败关键 反应用的仪器干燥与否和反应温度的控制。 六、 回答思考题 1．具有何种结构的酯能进行 Perkin 反应？ 答：具有a­氢的酯或具有活泼亚甲基的酯能进行 Perkin 反应。
1．247544 /
0.0418
桂酸
顺 式 肉 148．17 68
12519 1．2844 /
略溶
桂酸
乙酸 60．05 16．6 118 1．049 ห้องสมุดไป่ตู้．3716 互溶
苯甲醛（新蒸） 3mL(3.2g , 0.03mol) 无水碳酸钾（新融） 3g(0.03mol) 乙酐 5.5mL(6g , 0.06mol) 饱和碳酸钠溶液、浓盐酸、活性碳
7、当馏出液澄清透明，不含有油珠状的有机物时，即可停止蒸馏，这时也应首先打 开夹子，然后移去热源。
8、如果随水蒸汽挥发馏出的物质熔点较高，在冷凝管中易凝成固体堵塞冷凝管，可 考虑改用空气冷凝管。 2．混合溶剂重结晶原理：
当一种物质在一些溶剂中的溶解度太大，而在另一些溶剂中的溶解度又太小，不能 选择到一种合适的溶剂时，可使用混合溶剂得到满意的结果。混合溶剂就是把对此物质 溶解度很大的和溶解度很小的而又能互溶的两种溶剂（如乙醇和水）混合起来，这样可 以得到良好的溶解性能。
肉桂酸的合成
一、 实验目的 1.学习肉桂酸的制备原理和方法。 2.进一步掌握回流、水蒸气蒸馏、抽滤等基本操作。
二、 实验原理 苯甲醛与乙酸酐在乙酸钠的催化下发生柏金反应制备肉桂酸的反应是羧酸衍生物α
-H 的反应，未反应的苯甲醛在碱性中水蒸气蒸馏可除去。 反应式：
本法是按 Kalnin 提出的方法，用无水 K2CO3 代替 CH3COOK，优点：反应时间短， 产率高。
苯甲醛久置后含有苯甲酸，后者不但会影响反应的进行，而且混在产物中不易除去， 会影响产品质量。因此实验所用的苯甲醛必须重新蒸馏，收集 170~180°C 的馏分。
本实验中使用的无水醋酸钾必须新鲜熔焙。将含水醋酸钾放入蒸发皿中加热，则盐 先在自己的结晶水中溶化。水分挥发后又结成固体。强热使固体再熔化，并不断搅拌， 使水分散发后，趁热倒在金属板上，冷后用研钵研碎，放入干燥器中待用。