肉桂酸的合成实验报告

产物肉桂酸的 homo 与 lumo 如下：
模拟计算紫外可见吸收谱图如下：
主要在紫外光区有吸收，产物为白色固体，符合实验事 实。 3. 在查找文献过程中，发现有的文献加入了阻聚剂 PEG 防 止产物发生聚合反应，但我认为发生聚合反应的可能性 很小，因为产物的聚合应为自由基聚合反应，但由于仪 器并未严格干燥，而水可以淬灭自由基，产生诱导期甚 至终止聚合反应。且反应时间较短，约一个小时，故能 够生成齐聚物的可能性不大；尽管如此，下表给出了苯 环 alpha 位为自由基的超精细偶合常数（可用于与 EPR 谱图对照，若有自由基，则 EPR 一阶微分曲线有峰谷， 根据超精细偶合常数与谱图的对照结果应能判断自由基 结构）：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Atom C(13) C(13) C(13) C(13) C(13) C(13) C(13) C(13) C(13) O(17) O(17) H(1) H(1) H(1) H(1) H(1) H(1) H(1) H(1) H(1)
【致谢】 感谢 xxx 化学教学实验中心提供的仪器与药品的支持。感谢实 验指导老师及助教老师在实验原理，背景知识与实验操作技术 方面的讲解与指导。同时感谢同组同学在实验中的相互鼓励和 支持。 【参考文献】 [1] 滕业方 氟化钠/碳酸钾混合催化剂对肉桂酸合成的影响研 究 石油化工应用[A] 2008,27:3. [2] 蒋卫华,崔爱军 肉桂酸合成方法研究与进展 精细石油化工 进展 14,2.
产物为反式构型。
【反应机理】
O O O Ph
B-
O
O
PhCHO
O
O
O O
O
O O
O Ph O O
O
O
Ph
O
O
O O
O
Ph
O
O O Ph O O
O H O O
O O O
O OH Ph H2O
O O O Ph
【主要仪器与试剂】 1.仪器 磁搅，三口瓶（便于监测反应），球形，直形冷凝管，恒压滴 液漏斗，短颈漏斗，牛角管 2.试剂 苯甲醛，乙酸酐，无水碳酸钾，无水氟化钠，浓盐酸，氢氧化 钠，活性炭 以上所有试剂均来自国药集团化学试剂公司，去离子水由实验 室提供。 【实验步骤】 在装有冷凝管、磁子、温度计的 250mL 三口烧瓶中加入适量 的苯甲醛、乙酸酐和催化剂后加热，使温度慢慢上升至产生回 流，在一定的温度下保持回流 50min-60min，TLC 监测反应进 度。反应完毕后，可用固体碳酸钾使溶液呈微碱性(pH=89) ，进行水蒸汽蒸馏，去除未反应的苯甲醛，直到馏出液中 没有油珠为止。向反应瓶中加人少量活性炭，煮沸数分钟，用 短颈漏斗趁热过滤。向滤液中加浓盐酸，使溶液呈酸性 (pH=3-4) 。冷却、结晶、抽滤，得粗产品，干燥后计算产 率，测定熔点（参考值：133℃）。 建议的投料比（摩尔比）： 苯甲醛：乙酸酐 = 0.03：0.08 氟化钠：碳酸钾 = 1：2 ， 4.5g
【实验结果】 1. 产率：Ф
. . ∗ . . .
141.5%
（仅抽滤，未真空干燥） 2. 经 TLC 确认，仅有一个点，说明产物纯度还行。 【实验小结】 1. 可能的降低产率的原因 （1）.水蒸气蒸馏前调节 pH 会导致大量的产物析出，故 pH 应在水蒸气蒸馏的装置中进行，避免转移产物时造成 的损失 （2）.活性炭加入的量可能稍微过量了一点，导致滤纸堵 塞，二次过滤，造成了一定的损失。 （3）.由于趁热过滤一步滤纸堵塞，导致有一部产物在滤 纸中停留时间过长，温度下降而析出，损失了一定的产 物。 2. 通过此次实验，复习了水蒸汽蒸馏，趁热过滤等操作， 虽然有一些操作与规划上的失误，但总体来说还是比较 成功的。 【实验收获】 通过本次实验，我学到了如何查找现有资料并挑选最优路径去 合成一个目标产物，同时复习了水蒸汽蒸馏等基本操作，也深 切体会到了规划好实验流程的必要性；收获很大。
MegaHertz ‐38.02926 20.65733 ‐18.54184 21.53922 ‐18.52505 20.74886 62.60217 ‐23.05557 1.08792 0.1092 ‐0.83057 ‐14.62789 6.23564 ‐17.03319 6.17305 ‐15.16505 ‐48.26039 68.4679 73.68513 0.01625
. . ∗ . . .
141.5%
Байду номын сангаас
由于仅抽滤，未进行真空干燥，故产率超过了 100% 2. 过度态能量及谱图的模拟计算 在 CXXXBXX3D Ultra 中画出分子结构，产生 GXXXXXXX 输入文件，采用 DFT B3LYP 算法，考虑闭 壳层，6-31G（应加极化和弥散）基组，不考虑溶剂环境 计算自洽场能量（SCF Energy），有如下结果：（纵坐标
【附录】 1.实验操作记录
物质 苯甲醛 乙酸酐 无水碳酸钾 质量/体积 3.0ml 7.5ml 3.922g 摩尔质量 106.12 102.09 138.21 投料摩尔比 0.030 0.079 0.028
由于实验室无法提供无水氟化钾，仅有二水合氟化钾，为避免 引入水导致酸酐分解，故不加入。
E-mail: xxx
Perkin 反应合成肉桂酸
Synthesize Cinnamic Acid by Perkin Reaction
【Abstract】 in this experiment, we will use dry potassium carbonate as a catalyst to synthesis cinnamic acid and the yield is up to 141.5%(NOT dried in vacuum) 【Key Words】 Perkin reaction, cinnamic acid 【摘要】 本实验中我们将采用 Perkin 法合成目标产物肉桂酸，并采用 测熔点的方法表征产物。
蒸出水滴清澈后停止得到黄色固体 加热黄色固体溶解，变为黄色溶液 浅黄色液体 微热后固体溶解，浅黄色液体，滴入6M盐酸后出现白色固体 白色至乳白色固体 10.189g(未干燥)，仅有一个点
2.数据处理 1. 产率的计算 表面皿质量：29.746g 表面皿+产物质量：35.935g（仅抽滤，未真空干燥） 产品质量：35.935-29.746=6.189g 产率Ф
a.u. ‐0.03383 0.01838 ‐0.01649 0.01916 ‐0.01648 0.01846 0.05569 ‐0.02051 0.00097 ‐0.00018 0.00137 ‐0.00327 0.0014 ‐0.00381 0.00138 ‐0.00339 ‐0.0108 0.01532 0.01648 0
时间 14:34，12月19日 14:44，12月19日 14:44，12月19日 15:43，12月19日 15:50，12月19日 16:15，12月19日 17:07，12月19日 17:20，12月19日 14:40，12月26日 15:10，12月26日 15:20，12月26日 事件 开始回流 补加乙酸酐1ml / 冷却 调节pH~7.5 水蒸气蒸馏 加入活性炭脱色 热过滤 微热溶解，调节pH~3 抽滤 称重，爬板，测熔点 现象 出现白色雾气，后消失；反应液起泡，板结，后化开，变为乳白色液体 疑白色雾气为乙酸酐挥发产生蒸汽，补加后出现相同白色雾气 反应液显金黄色
单位：Hartree，原料的计算在 Windows 环境下进行，版 本：GXXXXXXX09w；中间体及产物能量,费米超精细偶 合常数（基组 EPR-iii）的计算在 Linux（发行版：）环境 下进行，版本：GXXXXXXX 16RevA；水平所限，暂时 无法计算过渡态能量，只能给出中间体能量）
Gauss 10(‐4) cm‐1 ‐13.56979 ‐12.6852 7.37105 6.89054 ‐6.61619 ‐6.18489 7.68573 7.18471 ‐6.6102 ‐6.17929 7.40371 6.92107 22.33801 20.88183 ‐8.2268 ‐7.69051 0.3882 0.36289 0.03897 0.03643 ‐0.29637 ‐0.27705 ‐5.21959 ‐4.87934 2.22503 2.07999 ‐6.07787 ‐5.68166 2.2027 2.05911 ‐5.41127 ‐5.05852 ‐17.22051 ‐16.09793 24.43105 22.83843 26.29269 24.57872 0.0058 0.00542
【关键词】 Perkin 反应，肉桂酸 【引言】 肉桂酸又称 Beta-苯丙烯酸，是一种重要的有机合成中间体， 广泛应用于食品、医药、农药、塑料和感光材料等领域。肉桂 酸的合成方法大体分为 3 种: ① 苯基二氯甲烷法，该法合成路线较短，反应条件温和， 但转化率低，副产物多; ② 苯甲醛-丙酮缩合法，该法存在合成路线较长、能耗大、 成本较高等缺点; ③ Perkin 法，该法具有原料易得，反应条件温和，产物纯 度高，成本低等优点。生产肉挂酸多采用此法，但该法 所选用的催化剂主要为无水醋酸钠（钾），且存在反应 温度高、蒸馏时间长、产率低、产品色泽深等缺点。 【实验原理】 肉桂酸的合成是典型的 Perkin 反应，反应如下：
有机化学实验论文
THESIS OF ORGANIC CHEMISTRY EXPERIMENT
xxx Department of Polymer Material and Engineering School of Chemistry and Material Sciences xxxP.R.China