肉桂酸的制备教程.doc

肉桂酸的制备 绿药1501 陈宁婷 201530360103 实验目的 1、学习肉桂酸的制备原理和方法。 2、学习水蒸气蒸馏的原理及其应用，掌握水蒸气蒸馏的装置及操作方法。 基本原理 芳香醛与具有α-H的脂肪酸酐在相应的无水脂肪酸钾盐和钠盐（也可以用碳酸钾或叔胺的催化剂）共热的作用下，可以发生类似羟醛缩合的反应，生成α，β-不饱和酸。此反应称为Perkin反应。 肉桂酸，又名β－苯丙烯酸、3－苯基－2－丙烯酸．是从肉桂皮或安息香分离出的有机酸.肉桂酸是生产冠心病药物“心可安”的重要中间体。其酯类衍生物是配制香精和食品香料的重要原料。它在农用塑料和感 光树脂等精细化工产品的生产中也有着广泛的应用，是一种重要的精细化工合成中间体[5-6]，被广泛应用于医药、香料、塑料、感光树脂、食品添加剂等精细化学品的制备。肉桂酸的合成方法较多，主要有Perkin 法、苯乙烯-四氯化碳法、苯甲醛-丙二酸 法、苯甲醛-乙烯酮法、肉桂醛氧化法、氯代芳烃-丙烯酸及其衍生物法等。本实验制备肉桂酸采用Perkin反应。[2-4]该工艺反应时间较长，产率大约为55%-66%。[1]反应式如下： Perkin反应简介：芳香醛与酸酐在碱性催化剂（强碱弱酸盐）作用下，可以发生类似羟醛缩合作用，生成α,β-不饱和芳香酸。Perkin 反应的催化剂通常是相应酸酐的羧酸钾或钠盐，有时也可用碳酸钾或叔胺代替。反应时，可能是酸酐受醋酸钾（钠）的作用，生成一个酸酐的负离子，负离子和醛发生亲核加成，生成中间物 β－羟基酸酐，然后再发生失水和水解作用而得到不饱和酸。反应机理如下： 主要试剂和仪器 试剂：苯甲醛3.0 mL（0.03mol），乙酸酐5.5 mL (0.06mol)，无水醋酸钾3.0g（0.03mol），饱和碳酸钠溶液，浓盐酸，活性炭。 名称 分子量 性状 比重 熔点℃ 沸点℃ 溶解度：克/100ml溶剂 水 醇 醚 苯甲醛 106.12 无色液体 1.044 -26 178-179 ∞ 乙酸酐 102.08 无色液体 1.082 -73 138-140 溶 不溶 肉桂酸 148.16 无色结晶 1.248 133-134 300 2.仪器：150mL三口烧瓶，空气冷凝管，250mL圆底烧瓶，75°弯管，直形冷凝管，支管接引管，锥形瓶，量筒，烧杯，布氏漏斗，吸滤瓶，表面皿，红外灯。 实验装置 制备肉桂酸的试验装置如图1、图2所示。 图2重：1．安全管； 2. 螺旋夹； 3. 水蒸气导入管； 4. 馏出液导出管； 5. 接液管； 6. 水蒸气发生中 图1 制备肉桂酸的反应装置图 图二 水蒸气蒸馏装置图 仪器安装要点 1.水蒸气发生器中水容量约占容积的1/2～2/3。 2.安全管要插入水蒸气发生器的底部。 3.整套装置应在同一平面上，水蒸气发生器支管与水蒸气导入管应呈直线连接，以保证水蒸气的顺利导入。 实验步骤 1.在150 mL三口烧瓶中依次加入无水醋酸钾3.0g，苯甲醛3.0mL，乙酸酐5.5 mL，沸石 2 粒。 2.安装反应装置如图 1，三口烧瓶一口堵塞，一口插入温度计进液面以下，一口装空气冷凝管。 3.用电热套加热，控制温度在150～170℃回流1h。要注意控制加热速度，防止物料从空气冷凝管顶端逸出，必要时可再接一个冷凝管。 4.将反应液冷却至约100℃左右，加入20mL 热水，此时有固体析出。 5.向三口烧瓶内加入饱和碳酸钠溶液，并摇动三口烧瓶，用 pH 试纸检验，直到 pH 值为 8 左右，约需饱和碳酸钠溶液 15～20 mL。 6.如图 2 安装好水蒸气蒸馏装置，蒸出未反应的苯甲醛，蒸到馏出液澄清无油珠时停止蒸馏（可用盛水的烧杯去接引管下接几滴馏出液，检验有无油珠），约需 20min。 7.将三口烧瓶中的剩余液转入250mL 烧杯中，补加少量水至液体总量为125mL，再加 1～2 匙活性炭 。 8．煮沸脱色3min。在煮沸过程中，由于蒸发，可补加少量水。 9．趁热减压过滤，滤液转入干净的烧杯，冷却到室温。 10.搅拌下慢慢加入浓盐酸，到 pH 值为3左右，大约需要 10～20mL。 11.冷却到室温后，减压过滤，滤饼用 5～10 mL 冷水洗涤，抽干。 12.滤饼转入表面皿，红外灯下干燥。产品称量，回收，计算产率。 六、注意事项 1）久置的苯甲醛含苯甲酸，故需蒸馏提纯。苯甲酸含量较多时可用下法除去：先用10%碳酸钠溶液洗至无CO2放出，然后用水洗涤，再用无水硫酸镁干燥，干燥时加入1%对苯二酚以防氧化，减压蒸馏，收集79℃/25mmHg，或62℃/10mmHg的馏分，沸程2℃，储存时可加入0.5%对苯二酚。 2）无水醋酸钾需新鲜溶解。将含水醋酸钾放入蒸发皿内，加热至熔融