肉桂酸的制备(完整版)
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肉桂酸的制备一、实验目的1、了解肉桂酸的制备原理和方法;2、巩固回流、水蒸汽蒸馏、重结晶等基本操作。
二、实验原理反应产物中含有少量未反应的苯甲醛,利用其易随水蒸气挥发的特点,通过水蒸气蒸馏将其除去。
其他杂质则在分别用碱和酸处理产物时分离除去。
三、主要试剂物性与用量规格试剂:苯甲醛(新蒸馏过)、乙酸酐、无水碳酸钾、氢氧化钠水溶液、浓盐酸、活性炭四、仪器装置仪器:三颈瓶(250ml)、球形冷凝管、直形冷凝管、布氏漏斗、吸滤瓶、烧杯(300ml)、温度计(200℃)、支管接引管、锥形瓶、量筒图1 制备肉桂酸的反应装置图图2 水蒸气蒸馏装置图五、实验步骤及现象六、实验结果1、产品性状:浅黄色粉末;2、理论产量:7.4g ;3、实际产量:9.16g ;4、产率:123.8% ;七、实验讨论1、数据分析:A.产率过高,因为没有进行干燥处理,无法准确评估实验产率B.产物呈浅黄色,而非纯白色,说明纯度不高,应进行重结晶2、结果讨论:A.可能是电炉的功率达不到要求,回流时温度一直稳定在130-140℃,而适当的反应温度应在160-170℃,导致在水蒸气蒸馏时蒸出大量苯甲醛与水的互溶物,说明反应不完全,可能还有一些副反应产生B.产物颜色不正,可能的原因是活性炭的用量不够,脱色时间不充分;也可能是因为在水蒸气蒸馏步骤中苯甲醛没有被完全除尽,蒸馏液还是有些浑浊,非完全澄清透明,而苯甲醛为黄色或浅黄色液体。
3、实际操作对实验结果的影响:A.搭装置:回流装置的仪器必须彻底干燥(包括量取苯甲醛和醋酸酐的量筒),否则将会使乙酸酐水解而导致实验失败。
B.加料:碳酸钾不能早取,防止其受潮而使乙酸酐水解;而且必须研细,增大接触面积,使反应彻底充分。
C.回流:加热强度不可过大,否则会把乙酸酐蒸出;升温速度不可过快,缩合反应宜缓慢升温,以防苯甲醛氧化;温度应控制在160~170℃,过低会导致反应不完全,产率偏低。
D.水蒸气蒸馏:进一步巩固安全管与T形管的作用,沸石的加法,是否辅助加热。
肉桂酸的制备
肉桂酸是一种天然有机化合物,可由肉桂醛进行氧化或通过合成方法制备。
以下是两种常用的制备方法:
1. 肉桂醛氧化法:
首先,将肉桂醛与氧气或空气进行氧化反应。
常用的氧化剂包括氧气、过氧化氢或过氧化苯甲酮。
该反应会将肉桂醛转化为肉桂酸。
反应方程式:C6H5CH=CHCHO + O2 →
C6H5CH=CHCOOH
2. 合成法:
首先,从苯甲醇开始,通过反应合成苯乙醛。
接下来,苯乙醛与乙酸酐或酸催化剂进行酯化反应,生成肉桂醇乙酸酯。
最后,肉桂醇乙酸酯经水解反应得到肉桂酸。
反应方程式:C6H5CH2OH + CH3COOH →
C6H5CH2OOCCH3
C6H5CH2OOCCH3 + H2O →
C6H5CH2COOH + CH3COOH
这两种方法都是较常用的肉桂酸制备方法,具体选择哪种取决于实际需求和条件。
肉桂酸的制备
一、目的要求
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、基本原理
利用Perkin反应,将芳醛与醋酐混合后,在相应的羧酸盐存在下,加热制得α,β-不饱和酸。
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。
三、实验步骤:
在装有冷凝管的250mL圆底三颈瓶中,加入3mL新蒸馏的苯甲醛、8mL新蒸馏的醋酸酐和研细的4.2g无水碳酸钾,在电热套上加热回流20-25分钟。
由于有二氧化碳产生,反应初期有气泡生成。
待反应瓶冷却后,缓慢加入20mL水,将瓶内生成的固体尽量捣碎(小心),用水蒸气蒸馏出未反应完全的苯甲醛。
再将圆底烧瓶冷
却,加入10%NaOH 共20mL,以保证所有肉桂酸呈盐溶解。
溶液经减压抽滤,将滤液倾入250mL烧杯中,溶液总量控制在100mL以内。
在搅拌下用浓盐酸将溶液PH值调至3-4。
冰水冷却,抽滤,用少量冰水洗涤沉淀。
粗品风干后,称量,计算收率。
注意事项:1、干燥;2、水蒸气蒸馏装置的搭建,以及反应开始以及结束的顺序。
肉桂酸的制备实验 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】肉桂酸的制备实验一、实验原理利用柏琴(Perkin)反应制备肉桂酸。
一般认为脂肪酸钾盐或钠盐为催化剂,提供CH3COO-负离子,从而使脂肪酸酐生成负碳离子,然后负碳离子和醛或羧酸衍生物(酐和酯)分子中的羰基发生亲核加成,形成中间体。
在珀金反应中,是碳酸钾夺取乙酐分子中的α-H,形成乙酸酐负碳离子。
实验所用的仪器必须是干燥的。
主反应:副反应:在本实验中,由于乙酸酐易水解,无水碳酸钾易吸潮,反应器必须干燥。
提高反应温度可以加快反应速度,但反应温度太高,易引起脱羧和聚合等副反应,所以反应温度控制在150~170℃左右。
未反应的苯甲醛通过水蒸气蒸馏法分离。
机理:【此机理中的碱为无水乙酸钾】二、反应试剂、产物、副产物的物理常数三、药品四、实验流程图五、实验装置图(1)合成装置(2)水蒸气蒸馏(3)抽滤装置(4)干燥装置六、实验内容在250ml三口烧瓶中放入3ml( ,新蒸馏过的苯甲醛、8ml,新蒸馏过的乙酸酐,以及研细的无水碳酸钾。
三口烧瓶的侧口插入一根200℃温度计,温度计要求插入液面以下,采用空气冷凝管缓缓回流加热45min。
由于反应中二氧化碳逸出,可观察到反应初期有大量泡沫出现。
反应完毕,在搅拌下向反应液中分批加入20ml水,再慢慢加入碳酸钠中和反应液至pH等于8。
然后进行水蒸汽蒸馏,蒸出未反应完的苯甲醛。
待三口烧瓶中的剩余液体冷却后,加入活性炭煮沸10-15min,进行趁热过滤,将滤液冷却至室温,在搅拌下用浓盐酸酸化至刚果红试纸变蓝(或溶液pH=3)。
冷却,待晶体析出后进行抽滤,用少量冷水洗涤沉淀。
抽干,让粗产品在空气中晾干。
产量:约(产率约65%)。
粗产品可用热水或3:1的水-乙醇重结晶。
肉桂酸有顺反异构体,通常以反式存在。
纯肉桂酸为微有桂皮香气的无色针状晶体。
熔点mp=133℃。
实验六:肉桂酸的制备一:实验目的1、掌握用Perkin 反应制备肉桂酸的原理和方法;2、巩固回流、简易水蒸气蒸馏等装置。
二:实验基本原理芳香醛和酸酐在碱性催化剂的作用下,可以发生类似羟醛缩合的反应,生成α,β-不饱和芳香醛,这个反应称为Perkin 反应。
催化剂通常是相应酸酐的羧酸的钾或钠盐,也可以用碳酸钾或叔胺。
三:主要试剂及主副产物的物理常数其他性质苯甲醛:分子式C 7H 6O ,相对蒸气密度3.66(空气=1),饱和蒸气压0.13 kPa (26℃)折射率1.5455,闪点 64℃,引燃温度192℃。
是最简单的,同时也是工业上最常为使用的芳醛。
在室温下其为无色液体,具有特殊的杏仁气味。
乙酸酐:分子式C 4H 6O 3,无色透明液体,有强烈的乙酸气味,相对蒸气密度3.52(空气=1),饱和蒸气压1.33 kPa (36℃),闪点49℃,引燃温度316℃。
相对密度1.080。
折光率1.3904。
低毒,半数致死量(大鼠,经口)1780mG/kG 。
有腐蚀性。
勿接触皮肤或眼睛,以防引起损伤。
CHO(CH 3CO)2OCH 3COOH有催泪性。
易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。
与强氧化剂接触可发生化学反应。
肉桂酸:分子式C 9H 8O 2,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,为白色单斜晶体,微有桂皮气味。
肉桂酸是香料、化妆品、医药、塑料和感光树脂等的重要原料。
四:主要试剂规格及用量五:实验装置图主要仪器: 100mL 圆底烧瓶,球形冷凝管,直形冷凝管,温度计,简易水蒸气蒸馏装置,抽滤装置,250mL 烧杯,表面皿。
六:实验简单操作步骤及实验现象记录七:实验结果及分析本次实验得到5.5g灰白色产物,而纯的肉桂酸应该纯白色的,说明本次实验过程中的有的操作是不规范的。
可能有一下几点原因:1、加入活性炭煮沸后,使用的烧杯没有洗干净,而我在之后的步骤里都再次用到了该烧杯; 2、加活性炭煮沸并趁热过滤时,可能没有过滤完全。
学生姓名:小田田学号:专业班级:
实验类型:□验证■综合□设计□创新实验日期:2013年4月26日实验地点:
同组学生姓名:指导教师:实验成绩:
实验六:肉桂酸的制备
一:实验目的
1、掌握用Perkin反应制备肉桂酸的原理和方法;
2、巩固回流、简易水蒸气蒸馏等装置。
二:实验基本原理
芳香醛和酸酐在碱性催化剂的作用下,可以发生类似羟醛缩合的反应,生成α,β-不饱和芳香醛,这个反应称为Perkin反应。
催化剂通常是相应酸酐的羧酸的钾或钠盐,也可以用碳酸钾或叔胺。
三:主要试剂及主副产物的物理常数
名称分子量相对
密度熔点
/℃
沸点
/℃
溶解度
苯甲醛106.12 1.04-26179.62微溶于水,约为0.6wt(20°C)可混溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿
乙酸酐102.09 1.080-73.1138.6溶于氯仿和乙醚,缓慢地溶
于水形成乙酸。
肉桂酸148.17 1.247135300在热水中溶于6ml乙醇中,可以任意比例溶于苯、丙酮、乙醚、冰乙酸、二硫化碳等
CHO
(CH3CO)2O
CH=CHCOOH
CH3COOH K2CO3
学生姓名:小田田学号:专业班级:
实验类型:□验证■综合□设计□创新实验日期:2013年4月26日实验地点:
同组学生姓名:指导教师:实验成绩:
其他性质
苯甲醛:分子式C7H6O,相对蒸气密度3.66(空气=1),饱和蒸气压0.13 kPa (26℃)折射率1.5455,闪点64℃,引燃温度192℃。
是最简单的,同时也是工业上最常为使用的芳醛。
在室温下其为无色液体,具有特殊的杏仁气味。
乙酸酐:分子式C4H6O3,无色透明液体,有强烈的乙酸气味,相对蒸气密度3.52(空气=1),饱和蒸气压1.33 kPa (36℃),闪点49℃,引燃温度316℃。
相对密度1.080。
折光率1.3904。
低毒,半数致死量(大鼠,经口)1780mG/kG。
有腐蚀性。
勿接触皮肤或眼睛,以防引起损伤。
有催泪性。
易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。
与强氧化剂接触可发生化学反应。
肉桂酸:分子式C9H8O2,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,为白色单斜晶体,微有桂皮气味。
肉桂酸是香料、化妆品、医药、塑料和感光树脂等的重要原料。
四:主要试剂规格及用量
名称规格用量物质的量
苯甲醛新蒸(11.25g) 3.8mL 0.0375mol
乙酸酐新蒸(3.98g)10.5mL 约0.111mol
碳酸钾无水 5.25g ——
氢氧化钠10% 30mL ——
浓盐酸1:1 30mL ——
水-乙醇溶液3:1 ————
五:实验装置图
主要仪器:100mL圆底烧瓶,球形冷凝管,直形冷凝管,温度计,简易水蒸气蒸馏装置,抽滤装置,250mL烧杯,表面皿。
学生姓名:小田田学号:专业班级:
实验类型:□验证■综合□设计□创新实验日期:2013年4月26日实验地点:
同组学生姓名:指导教师:
实验成绩:
六:实验简单操作步骤及实验现象记录
实验步骤实验现象
分别量取3.8mL新蒸馏过的苯甲醛
和10.5mL新蒸馏过的乙酸酐于100 mL
干燥的圆底烧瓶中,摇匀,再加入5.25g
研碎无水碳酸钾
无明显现象,白色固体不溶解
将烧瓶置于石棉网上方1~2cm,使反应物保持微微沸腾,刚好有回流,回流45分钟
刚开始加热时,液体变成乳白色且有白色气泡冒出,随着加热时间加长,溶液颜色变橘红色,且有少量固体出现。
反应结束,稍冷,趁还没有出现固体,迅速转入长颈圆底烧瓶(水蒸气蒸馏用)中,用约30 mL热水分几次冲洗反应瓶洗液一并转入长颈圆底烧瓶。
用玻璃棒轻轻捣碎固体后进行水蒸气蒸馏,至无油状物蒸出为止加热一段时间后,长颈烧瓶内液体剧烈翻滚,蒸出白色乳浊液。
蒸馏大约50分钟后,用表面皿承接少量蒸出的液体,发现表面没有少量油状物了。
将长颈圆底烧瓶中的剩余物转入一洁
净的烧杯中,冷却
溶液表层,内部有凝固物
学生姓名:小田田学号:专业班级:实验类型:□验证■综合□设计□创新实验日期:2013年4月26日实验地点:同组学生姓名:指导教师:实验成绩:
加入约30mL10%氢氧化钠溶液中和至
溶液呈碱性,使生成的肉桂酸形成钠盐而溶
解。
固体溶解,溶液呈深橘红色再加入30mL水,并加入适量活性炭,
煮沸5min,趁热过滤。
滤液冷却后,用30mL1:1的盐酸酸化至酸性,冷却,待晶体全部析出后抽滤,用10mL冷水分两次洗涤沉淀,抽干后。
粗产品在80℃烘箱中烘干[2]。
产率约3g。
可用3:1的水-乙醇溶液进行重结晶。
滴加HCL酸化时,产生白色糊状物,经抽滤后,得到纯白色物质。
烘干得到 5.5g 灰白色粉末状物质
七:实验结果及分析
本次实验得到5.5g灰白色产物,而纯的肉桂酸应该纯白色的,说明本次实验过程中的有的操作是不规范的。
可能有一下几点原因:1、加入活性炭煮沸后,使用的烧杯没有洗干净,而我在之后的步骤里都再次用到了该烧杯; 2、加活性炭煮沸并趁热过滤时,可能没有过滤完全。
计算产率:
生成的肉桂酸理论值: m: 0.0375mol*148.17g/mol=5.56g
生成的肉桂酸实际值:m: 5.5g
产率:
本实验产率较高可能原因:产品烘干不够完全。
八:思考题
1、本实验需要注意的地方:
1、加热的温度最好用油浴,控温在160—1800C,若用电炉加热,必须使烧瓶底离开电炉4~5cm,电炉开小些,慢慢加热到回流状态,等于用空气浴进行加热。
如果紧挨着电炉,会因温度太高,反应太激
学生姓名:小田田学号:专业班级:
实验类型:□验证■综合□设计□创新实验日期:2013年4月26日实验地点:
同组学生姓名:指导教师:实验成绩:
烈,结果形成大量树脂状物质,甚至使肉桂酸一无所有,这点是实验的关键。
2、反应刚开始,会因二氧化碳的放出而有大量泡沫产生,这时候加热温度尽量低些,等到二氧化碳大部分出去后,再小心加热到回流态,这时溶液呈浅棕黄色。
反应结束的标志是反应时间已到规定时间,有小量固体出现。
反应结束后,再加热水,可能会出现整块固体,很不好压碎,干脆不要去压碎它(当然能搞碎是最好的),以免触碎反应瓶。
等水汽蒸馏时,温度一高,它会溶解的。
2、用水蒸气蒸馏能除去什么?能不能不用水蒸气蒸馏?如何判断蒸馏终点?
答:①除去未反应的苯甲醛;
②不行,必须用水蒸气蒸馏,因为混合物中含有大量的焦油状物质,通常的蒸馏、过滤、萃取等方法都不适用;
③当流出液澄清透明不再含有有机物质的油滴时,即可断定水蒸汽蒸馏结束(也可用盛有少量清水的锥形瓶或烧杯来检查是否有油珠存在)。
3、什么情况下需要采用水蒸汽蒸馏?
答:下列情况需要采用水蒸气蒸馏:
(1)混合物中含有大量的固体,通常的蒸馏、过滤、萃取等方法都不适用。
(2)混合物中含有焦油状物质,采用通常的蒸馏、萃取等方法都不适用。
(3)在常压下蒸馏会发生分解的高沸点有机物质。
4、怎样正确进行水蒸汽蒸馏操作?
答:(1)在进行水蒸气蒸馏之前,应认真检查水蒸气蒸馏装置是否严密。
(2)开始蒸馏时,应将T形管的止水夹打开,当水蒸气发生器里的水沸腾,有大量水蒸气溢出时再旋紧夹子,使水蒸气进入三颈烧瓶中,并调整加热速度,以馏出速度2—3滴/秒为宜。
(3)操作中要随时注意安全管中的水柱是否有异常现象发生,若有,应立即打开夹子,停止加热,找出原因,排除故障后方可继续加热。