苯甲醛-丙二酸法制备肉桂酸

肉桂酸合成方法简介【摘要】肉桂酸是一种重要的精细化工合成中间体，应用非常广泛。

本文主要介绍了常见的六种合成肉桂酸的方法，以及这些方法的改进与优缺点。

【关键词】肉桂酸；合成；生产肉桂酸（C6H5-CH=CH-COOH），又名β-苯丙烯酸、3-苯基-2-丙烯酸。

分子量为148.17，呈白色至淡黄色粉末状态，微有桂皮香气。

是从肉桂皮或安息香分离出的有机酸。

可溶于乙醇、甲醇、石油醚、氯仿，易溶于苯、乙醚、丙酮、冰醋酸、二硫化碳及油类，微溶于水。

肉桂酸是一种重要的精细化工合成中间体，在医药、农药、塑料、感光树脂、食品添加剂和香精香料等有广泛应用。

可作为水果香精、花香香精调和使用，并且肉桂酸的各种酯（如甲、乙、丙、丁等）都可用作定香剂，用于饮料、冷饮、糖果、酒类等食品。

在食品添加剂方面，肉桂酸可用微生物酶法合成重要的食品添加剂—甜味阿斯巴甜（Aspartame）的主要原料L-苯丙氨酸。

医药工业中，可用于合成治疗冠心病的重要药物乳酸可心定和心痛平，及合成氯苯氨丁酸和肉桂苯哌嗪，用来制造“心可安”、局部麻醉剂、止血药等。

在有机化工合成方面，肉桂酸可作为镀锌板的缓释剂，聚氯乙烯的热稳定剂，乙内酰和聚己内酰胺的阻燃剂。

它还是负片型感光树脂的最主要合成原料，主要合成桂酸酯、聚乙烯醇肉桂酸酯、聚乙烯氧肉桂酸乙酯和侧基为肉桂酸酯的环氧树脂。

合成肉桂酸的方法众多,主要合成方法如下: Perkin 合成法、苯乙烯-四氯化碳法、苯甲醛-丙二酸法、苯甲醛-乙烯酮法、肉桂醛氧化法以及刚开发出的氯代芳烃和丙烯酸及其衍生物生产肉桂酸等方法。

一、以苯甲醛与乙酸酐为原料的Perkin法Perkin法[1]是国内外生产肉桂酸的主要方法，具有原料易得、操作简单、工艺流程短、条件温和、分离简单，同时副产物少且纯度较高等优点。

但其肉桂酸收率低、成本相对较高等因素的存在也制约了此法的发展，许多厂家因此已经停止了肉桂酸的生产。

苯甲醛与乙酸酐进行的反应，以无水乙酸盐作催化剂是最早实现的肉桂酸工业化生产的途径，但该工艺路线反应时间较长，产率最高为55 %～60 %，苯甲醛需用水蒸气蒸馏法回收。

肉桂酸制备实验的改进曹燕明;夏加亮;罗燕花;冼银桃;曾梓诚;林三清;徐春曼【摘要】苯甲醛和乙酸酐通过Perkin反应制备肉桂酸是有机化学实验教学中的一个常见实验.该实验通常采用水蒸气蒸馏的方法除去未反应的苯甲醛,然后再通过加碱溶解、加酸沉淀的方法对肉桂酸进行分离.本文利用氨水与苯甲醛的反应性及碱性,用化学方法清除未反应的苯甲醛,同时实现对肉桂酸的纯化.实验易操作,耗时短.【期刊名称】《大学化学》【年(卷),期】2013(028)006【总页数】4页(P29-32)【关键词】肉桂酸;Perkin反应;化学方法提纯【作者】曹燕明;夏加亮;罗燕花;冼银桃;曾梓诚;林三清;徐春曼【作者单位】湛江师范学院化学科学与技术学院广东湛江524048;湛江师范学院化学科学与技术学院广东湛江524048;湛江师范学院化学科学与技术学院广东湛江524048;湛江师范学院化学科学与技术学院广东湛江524048;湛江师范学院化学科学与技术学院广东湛江524048;湛江师范学院化学科学与技术学院广东湛江524048;湛江师范学院化学科学与技术学院广东湛江524048【正文语种】中文肉桂酸是一种重要的精细化工合成中间体，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［1］。

在很多大学有机化学实验教材中，将Perkin反应制备肉桂酸作为有机化学实验教学的重要内容［2］。

实验过程为:苯甲醛和乙酸酐在无水碳酸钾存在下加热反应一定时间制备肉桂酸。

由于苯甲醛易被氧化为苯甲酸，而苯甲酸很难与肉桂酸分离，故实验中对苯甲醛的清除直接影响肉桂酸的纯度。

教材中多用水蒸气蒸馏的方法清除未反应的苯甲醛，再用碱溶解残留液，最后酸化析出肉桂酸粗产物，经重结晶得到产品。

为简化实验过程，很多教材采用简单的水蒸气蒸馏，即向反应体系中加入足够的水后直接将回流装置改为蒸馏装置。

肉桂酸的合成方法有Perkin法，甲醛-丙酮法，苄叉二氯-无水冰醋酸法，这些方法工艺上尚有许多缺点。

如流程长、反应温度高、能耗高、收率低、副产物多、分离困难和对环境污染严重等；而肉桂醛氧化法，要以浓度达到90％－100％的H2O2和NaClO2 等无机氧化剂进行氧化，如此高浓度的H2O2 是危险品，还需要大量的有机溶剂如丙腈、苯等，也不利于工业化生产。

最近针对肉桂酸的合成已研究出新的或改进的合成方法。

如：（1）杨辉琼等提出了以苯甲醛与丙二酸为原料，通过发生Knoevenagel缩合反应合成肉桂酸。

上述工艺有操作简单、产量高、反应缓和、无污染、产物分离容易、操作方便等优点，是合成肉桂酸较为理想的方法。

其工艺最佳条件是：苯甲醛与丙二酸物质的量比为1.0：1.2 , 苯甲醛、吡啶与六氢吡啶物质的量比为1.0：2.4：0.025，在95℃下回流2.0h, 产率为89.19％，质量分数达98.19％。

（2）徐立伟等报道了不用苯甲醛和无水冰醋酸为原料的工艺，认为不足之处仍然是能耗高和收率低。

他们采用价廉、易得的苯乙烯，四氯化碳大宗化工产品为原料的新工艺。

据称工艺反应温和、能耗低、无污染物。

同时采用一种特殊的转化器，使肉桂酸对苯乙烯的收率≥97%(质量)，产品质量符合美国FCC标准，肉桂酸成本3.5万元/ t, 与传统的生产工艺相比，有较大的生产竞争力。

孙有中等[5]在传统的工艺基础上，剔除了加成物的水洗、酸洗、干燥工序，直接回收CCl4，中间体不经蒸馏分离，直接进入水解，回收醋酸后，经皂化、分离、中和、结晶、离心水洗干燥，1次获得合格产品，最终收率66％。

主要设备：转化反应器，水解反应器，速冻结晶器，离心机，CC4和冰乙酸回收系统。

投资363万元，总成本354万元/t,利税总额295万元，投资报酬率42％，投资回收期2－3年。

（3）吴赛苏认为Perkin反应，即苯甲醛和无水冰醋酸在无水醋酸钠的催化反应，由于乙酐活性低，反应温度高、时间长、产率低（38％－45％），不利于工业化生产。

实验目的:1、了解肉桂酸的制备原理及方法；掌握用Perkin反应制备肉桂酸的原理及方法；2、掌握回流、重结晶等操作；3、学习蒸汽蒸馏的原理及应用，掌握水蒸气蒸馏的装置及操作方法。

实验原理：肉桂酸又名β－苯丙烯酸，有顺式和反式两种异构体。

通常以反式形式存在，为无色晶体，熔点133℃。

肉桂酸是香料、化妆品、医药、塑料和感光树脂等的重要原料。

肉桂酸的合成方法有多种，有①Perkin法；②苯甲醛–丙二酸法；③苯甲醛–丙酮法；④苯乙烯–一氧化碳法；⑤苯乙烯–四氯化碳法。

实验室里常用珀金（Pe-ruin）反应来合成肉桂酸。

以苯甲醛和醋酐为原料，在无水醋酸钾（或碳酸钾）的存在下，发生缩合反应，即得肉桂酸。

Perkin 反应制备肉桂酸：芳香醛与具有α-H 原子的脂肪酸酐在相应的无水脂肪酸钾盐或钠盐的催化下共热发生缩合反应，生成芳基取代的α ，β-不饱和酸，此反应称为Perkin 反应。

反应式如下：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：珀金法制肉桂酸具有原料易得、反应条件温和、分离简单、产率高、副反应少等优点，工业上也采用此法。

由于乙酸酐遇水易水解，催化剂乙酸钾易吸水，故要求反应器是干燥的。

如有条件，乙酸酐和苯甲醛最好用新蒸馏的，催化剂可进行熔融处理。

本实验中，反应物苯甲醛和乙酸酐的反应活性都较小，反应速度慢，必须提高反应温度来加快反应速度。

但反应温度又不宜太高，一方面由于乙酸酐和苯甲醛的沸点分别为140℃和179℃，温度太高会导致反应物的挥发，另外，温度太高，易引起脱羧、聚合等副反应，故反应温度一般控制在150-170℃左右。

合成得到的粗产品通过水蒸汽蒸馏、重结晶等方法提纯精制。

主要试剂药品与仪器：主要试剂及其物理性质仪器：三颈烧瓶（250 ml 1个）；球形冷凝管（1 支）；温度计(250℃1支)；75°弯管（1 个）；直形冷凝管（1 支）；接引管（1个）；接受器(1个)；锥形瓶（1 个）；玻璃空心塞（1 个）；水蒸气蒸馏装置（1 套）；吸滤瓶（1个）；布氏漏斗（1个）；量筒(100ml 1个)；烧杯（200 ml 1个）；表面皿（1个）；玻璃棒（1支）；电子天平（1个）；电热炉（1个）。

肉桂酸的合成摘要：：采用醋酸铵为催化剂，在无溶剂微波辐射下以苯甲醛和丙二酸为原料发生Knoevenagel缩合反应，合成肉桂酸，测定了产物的熔点；同时对微波加速反应的机理进行了探讨。

结果表明，该方法不但化学选择性好、反应时间短(3-6min)、产率高，而且产物易处理，对环境污染小。

关键词：醋酸铵；苯甲醛；丙二酸；Knoevenagel 缩合；微波辐射；无溶剂反应；肉桂酸肉桂酸又名桂皮酸，是一种重要的有机合成中间体。

广泛用于医药、香料、农药、塑料和感光树脂等精细化工生产。

在医药行业，肉桂酸用作冠心病人用药心可安的中间体，还可用于制造局部麻醉剂、杀菌剂、抗癌、抗炎、抗传染、血管扩张剂、止血药、止痛药和低血糖药等的制备；在香料行业，肉桂酸是羧酸类香料，有良好的保香作用，主要用于配制樱桃、杏、蜂蜜等型香料；在日化行业，肉桂酸用于配制香皂和日用化妆品用香精，由于其沸点较分子质量相近的其它有机物高，因此常被作为香料中的定香剂使用；在农药行业，肉桂酸可用于植物生长促进剂、长效杀菌剂、果蔬保鲜防腐剂和除草剂的制备。

可见，肉桂酸及其衍生物具有广泛的用途, 其市场前景十分看好。

[1] 近来,随着人们对环境因素重视的提高 ,无溶剂有机反应引起了人们极大的兴趣Knoevenagel 缩合反应作为一个重要的碳—碳键生成反应已经得到了人们广泛的研究。

该反应通常是以碱或路易斯酸作为催化剂来进行的醛和丙二酸之间的Knoevenagel 反应在干介质中以ZnCl2、硅胶和醋酸胺- 碱性氧化铝为催化剂的反应。

[2] 本实验采用微彼辐射技术，在无溶剂条件下，用价廉无毒无污染的醋酸铵作催化剂催化Knoevenagel 反应，安全、高效、快速以及无污染地合成了肉桂酸。

其反应方程式为：1 实验部分1.1 主要仪器和试剂微波化学实验仪（微波功率可由外接调压器连续调节，上面有孔，可接冷凝管）、熔点测定仪、锥形瓶（有瓶塞）、冷凝管、布氏漏斗、玻璃棒、表面皿、电子秤苯甲醛、丙二酸、醋酸铵1.2 肉桂酸的制备在50mL锥形瓶中2.8g（0.026mol）苯甲醛、一定比例的丙二酸和醋酸铵，摇匀后放进微波炉，装上回流冷凝管。

肉桂酸的合成摘要：实验研究了微波辐射促进下肉桂酸的合成。

以苯甲醛为反应底物，丙二酸为试剂，醋酸铵作催化剂，考察了微波功率，反应时间，催化剂用量等对反应的影响。

经正交实验设计得到最佳反应条件：丙二酸用量为4.3g，苯甲醛用量为4.2g，丙二酸与苯甲醛摩尔比为1：1，醋酸铵用量3.1g，微波功率600w，反应时间6min。

分析了有关原因，结果表明，用无溶剂微波促进Knoevenagel缩合反应合成肉桂酸，收率很高，而且反应时间短（仅几分钟），后处理简单，无需有机溶剂，无有毒有害的三废排放，是一个非常成功的的洁净的绿色化学合成工艺。

关键词：肉桂酸，Knoevenagel缩合,微波辐射一、前言肉桂酸，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。

植物中由苯丙氨酸脱氨降解产生的苯丙烯酸。

肉桂酸及其系列产品是十分重要的精细化工产品，已被广泛应用于药物，香料和感光树脂领域，研究这些个化合物的合成具有十分重要的意义[1]。

肉桂酸是一种比较重要的有机合成中心体，主要用于药物，香料和感光树脂等精细化工产品的制备，近年来它的应历时分广泛。

在医药工业中，可用于合成治疗冠心病的重要药物乳酸可心定和心痛平，及合成氯苯氨丁酸和肉桂苯药名，用来制造“心可安”，局部麻醉剂、杀菌剂、止血药等。

还可合成氯苯氨丁酸和肉桂苯药名，用作脊锥骨骼松弛剂和镇痉剂。

主要用于脑血栓，脑动脉硬化，冠状动脉硬化等病症。

对于肺腺癌细胞增殖有明显抑制作用。

肉桂酸是A－５４９１人肺腺癌细胞有效的抑制剂，在抗癌方面具有泼天的应用价值。

在农药行业，肉桂酸可用于植物生长增进剂、长效杀菌剂果蔬保鲜防腐剂和除草剂的制备在香料行业，肉桂酸是试羧酸类香料，有良好的保香作用。

可调制苹果、樱桃，作为苹果香精、樱桃香精、生果香精、花香香精和谐使用。

在日化行业。

肉桂酸用于设置香皂和日用化妆品用的香料。

由于其沸点较份子量相近的其它有机化合物高，因此常用作香料中的定香剂使用[2]。

肉桂酸的合成摘要：肉桂酸在医药、香料、农药、塑料和感光材料等行业都有很重要的用途，它的制备方法也有好几种。

在本文中就针对肉桂酸的合成进行了一定的总结，也进行了一定的优劣比较。

关键词：肉桂酸合成总结肉桂酸又名桂皮酸、β- 苯丙烯酸, 是一种重要的有机化工中间体, 广泛用于医药、香料、农药、塑料和感光材料等行业[ 1] 。

在香精行业, 肉桂酸是羧酸类香料, 有良好的保香作用, 主要用于配制樱桃、杏、蜂蜜等香料。

在日化行业, 用于配制香皂和日用化妆品香精,由于其沸点较分子质量相近的其他有机物高, 因此, 常被作为香料中的定香剂使用[ 2 ]。

它的合成方法有好几种，目前工业上生产肉桂酸的方法主要是Perkin 法和苯乙烯- 四氯化碳法，本文就针对肉桂酸的合成方法进行了简单的总结。

1、Perkin法利用苯甲醛和醋酸酐在醋酸钠催化剂存在下进行醛缩合反应, 反应式如下：实验表明用碳酸钾作催化剂合成肉桂酸的最佳条件为：反应时间1 h，反应温度140～150℃，n（苯甲醛）∶n(醋酸酐)∶n(碳酸钾)=1∶3∶1.1,此时肉桂酸的产率可达78 %以上[ 3 ]。

南通大学的张海军等人在此基础上用PEG- 400 作相转移催化剂, 对叔丁基邻苯二酚作阻聚剂时，得出了差不多的结论：n（苯甲醛）∶n(乙酸酐)∶n(无水碳酸钾)∶n（PEG- 400）：n( 对叔丁基邻苯二酚)=1：3：1：0.02：0.01反应回流温度为180℃，回流时间为1.5 h,肉桂酸产率可达78.7%。

反应中PEG- 400 较好地起到相转移催化作用, 阻聚剂对叔丁基邻苯二酚在此条件下起到了较好的阻聚效果, 肉桂酸产率有较大提高[ 4 ]。

山东科技大学的王斌、张同环以吡啶为介质, 以六氢吡啶为缩合剂,通过苯甲醛与乙酸酐的缩合反应合成了肉桂酸,并探索出其最佳工艺条件是: 苯甲醛与乙酸酐物质的量之比为1.0：1.2苯甲醛、吡啶与六氢吡啶物质的量之比为1.0:2.4:0.025,在160 ~ 170 ℃回流2.0h, 产率达89.19% , 质量分数达99.09%[ 5 ]。