实验 肉,桂酸的合成-20110613.doc

实验四 桂皮酰哌啶中间体桂皮酸的合成 实验目的 了解通过珀金(Perkin)反应制备肉桂酸（又称桂皮酸）的基本原理和方法。 掌握空气冷凝管回流和水蒸气蒸馏操作。 进一步熟悉巩固减压过滤、重结晶操作。 实验原理 这是一个典型的Perkin反应：芳香醛与乙酸酐在碱性催化剂的作用下进行羟醛缩合，脱水生成α，β不饱和芳香酸。 水蒸气蒸馏原理 将水蒸气连续通入含有可挥发物质A的混合液，达到相平衡时，气相含有水蒸气成分和A，气相的总压等于水蒸气和A分压之和。当气相总压等于外压时，液体A便在远低于组分A的正常沸点的温度下沸腾，组分A随水蒸气蒸出。 水蒸气蒸馏法只适用于具有挥发性的，能随水蒸气蒸馏而不被破坏，与水不发生反应，且难溶或不溶于水的成分的提取。此类成分的沸点多在100以上，与水不相混溶或仅微溶，并在100左右有一定的蒸气压。当与水在一起加热时，其蒸气压和水的蒸气压总和为一个大气压时，液体就开始沸腾，水蒸气将挥发性物质一并带出。DF-101S 郑州长城科工贸有限公司 磁力搅拌器 85-1A 郑州长城科工贸有限公司 电子天平 e=10d 塞多丽斯科学仪器有限公司 循环水真空泵 SHB-Ⅲ 郑州长城科工贸有限公司 显微熔点仪 SGW X-4 上海精密科学仪器有限公司 表3 试剂及规格 名称 厂家 规格 用量 无水氯化钙 上海豪恩化工有限公司 分析纯 适量 苯甲醛 天津市大茂化学试剂厂 分析纯 20ml 无水醋酸酐 广东汕头市西陇化工厂 分析纯AR 28ml 无水醋酸钾 浙江三鹰化学试剂有限公司 分析纯 12g 碳酸钠 中国上海试剂总厂 分析纯 17g 二甲基硅油 天津市大茂化学试剂厂 分析纯AR 1000ml 无水乙醇 浙江三鹰化学试剂有限司出品 分析纯 适量 浓盐酸 衡阳市凯信化工试剂有限公司 分析纯AR 适量 实验操作步骤 实验前准备：预干燥相关仪器，并且准备水蒸气发生装置 在250mL三口圆底烧瓶中加入转子，摩尔比（苯甲醛：醋酐）为1：1.5，根据苯甲醛性质（ρ=1.0415g/cm3 ，M=105.12ρ=1.08g/cm3 ，M=1约160~170℃） 图2 水蒸气蒸馏装置 五、注意事项 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。 六、现象记录 现象记录 现象解释及注意事项 在三口烧瓶中加入药品后，白色固体分散于溶剂中，加热回流后体系有黄色状物质，颜色越来越深，反应终点为棕黄色 a.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。 b.肉桂酸纯品颜色为黄色，故可推测反应体系终点为黄色是因为肉桂酸溶于热水中的原因。 c.由于直形冷凝管冷凝时效果不大好，蒸气一直往上窜，而不回流，故接入冷凝水，这种做法理论上是存在一定的安全隐患的 稍冷，加入50ml左右热水，边摇边加入适量碳酸钠固体，产生气体，并且碳酸钠颗粒聚集于底部 a.加入碳酸钠是利用碱将肉桂酸成盐进入水相，而苯甲醛仍停留于有机相，这防止了肉桂酸和苯甲醛在水蒸气蒸馏时产生共沸而无法分离的结果， 另一方面和体系里的残余酸反应，释放出CO2 b.用碳酸钠的效果并不好，无法将PH调至8，我认为这主要因为加入的碳酸钠在使肉桂酸成盐后，热水已达饱和状态，如欲使其溶解，或者提高温度，或者增加热水的量 c.原本的体系是无水体系，为了使肉桂酸成盐后能有溶剂将之溶解，提前加入热水 倒入盛有80ml热水的圆底烧瓶内进行水蒸气蒸馏，碳酸钠固体逐渐溶解。维持油浴锅内温度为99℃左右。 a水蒸气蒸馏的主要目的是为了蒸去苯甲醛，它利用了苯甲醛与水不互溶、不发生反应，在100左右有一定的蒸气压空气冷凝管，直形冷凝管主要是蒸出产物时使用（包括蒸馏和分馏），当蒸馏物沸点超过140度时，一般使用空气冷凝管，以免直形冷凝管通水冷却导致玻璃温差大而炸裂球形冷凝管主要用于回流，蒸气冷凝后又流回反应体系，冷凝面积较直形冷凝管大，冷凝效率稍高蛇形冷凝管主要用于冷凝收集沸点偏低的蒸馏产物；蛇形回流冷凝管主要用于沸点低的液体回流。 化合物 名 称 分子量性 状 比 重 ? (d ) 熔 点 (℃) 沸 点 (℃)