肉桂酸的制备实验报告

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一、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

3、 掌握水蒸气蒸馏的装罝及操作方法

二、实验原理

用笨甲醛和乙酸酐作原料,发生Perkin反应,反应式为:

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。

三、主要试剂及物理性质

名称 分子量 性状 比重 熔点OC 沸点°C 溶解度:克/10Oml溶剂

水 醇 醚

苯甲醛 106.12 无色液体 1.044 -26 178-179 0.3 OO OO

乙酸酐 102.08 无色液体 1.082 -73 138-140 12 溶 不溶

肉桂酸 148.16 无色结晶 1.248 133-134 300 0.04 24 溶

四、试剂用量规格

试剂名称 苯甲醛 乙酸肝 无水碳酸钾 10%氢氧化钠 浓盐酸 活性炭

试剂用量 3. Oml 5. 5ml 4——5g 40ml 25ml LOg

五、仪器装置

1、实验仪器

仪器名称 仪器规格 仪器数量

三口烧瓶 25Oml 1

冷凝管(空气,直形) 1

水蒸气蒸馏装罝 一套

抽滤装罝 一套

常用仪器(星简,烧杯,

玻棒,电子天平,电炉) 若干

表而皿 1

2、仪器装置图

回流装置 水蒸气蒸馏装六、实验步骤及现象

时间 步 骤 现象

13:30—13:40 将3. Oml笨甲醛、5. 5InI乙酸酐和4. OOg无水碳 酸钟依次加入250Inl三口烧瓶中摇匀 烧瓶底部有白色颗粒状固体,

上部液体无色透明,反应剧

烈,有白烟冒出

13:40—14:42 搭好回流装罝,开始加热回流(约1小时,温度

控制在 170 —18OeC) 加热后有气泡产生,白色颗 粒状固体逐渐溶解,由奶黄 色逐渐变为淡黄色,并出现 一定的浅黄色泡沫,随着加 热泡沫逐渐变为红棕色液体, 表而有一层油状物

14:42—14:50 加入40ml 10%的氢氧化钠水溶液和20ml水,将装

罝改力水蒸气蒸馏装罝,开始加热蒸馏

14: 50—

15:10 对蒸气发生器进行加热,待蒸气稳定后在通入烧

瓶中液而下开始蒸气蒸馏:待检测馏出物中无油

滴后停止蒸馏 溶液由橘红色变为浅黄色

15:10—15:15 加入LOg活性炭脱色,热过滤 加入活性炭后液体变为黑色

15:15—15:20 加入25ml浓盐酸,冰水浴 烧杯中有白色颗粒出现

15:20—15:25 抽滤(用冰水洗涤) 抽滤后为白色固体

15:25—15:30 烘箱干燥,称量 称重得m=0. 33g

七、实验结果

理论产量:0.03* 148.17=4.45g

实际产量:O.33g

产率: 理论产量/实际产量*100%=0.33∕4.45*100%=7.42%

八、实验讨论

1. 实验结果分析:肉桂酸率很低

可能的原因有:

a Perkin反应是缩合反应,缩合产物在髙温下易发生脱羧反应,因 而温度过髙副产物增多,从而影响产率

b实验过程中在冰水中冷却时间不够,所以粗产物较少

2. 魏雌注意祕

a. 所用仪器必须是干燥的。因乙酐遇水能水解成乙酸,无水

CH3C00K,遇水失去催化作用,影响反应进行(包括称取苯甲醛和 乙酸酐的量简)。

b. 放久了的醋酐易潮解吸水成乙酸,故在实验前必须将乙酐重新蒸 馏,否则会影响产率。

c. 加热回流,控制反应呈微沸状态,如果反应液激烈沸腾易使乙酸 酐蒸出影响产率。

d. 在反应温度下长时间加热,肉桂酸脱成苯乙烯,进而生成笨乙烯

低聚物。

G.反应物必须趁热倒出,否则易凝成块状。热过滤时必须是真正热

过滤,布式漏斗要事先在沸水中取出,动作要快。

f. 进行酸化时要慢慢加入浓盐酸,一定不要加入太快,以免产品冲 出烧杯造成产品损失。中和时必须使溶液呈碱性,控制pH=8较 合适,不能用NaoH中和,否则会发生坎尼査罗反应。生成的苯甲 酸难于分离出去,影响产物的质量。

g. 进行脱色操作时一定取下烧瓶,稍冷之后再加热活性炭。

h. 肉桂酸要结晶彻底,进行冷过滤:不能用太多水洗涤产品IS

3.课后思考

a. 肉桂酸制备实验为什么用空气冷凝管做回流冷凝管?

答:因为回流温度超过150βC,易使水冷凝管炸裂。

b. 在肉桂酸制备实验中,为什么要用新蒸馏过的苯甲醛?

答:笨甲醛放久了,由于自动氧化而生成较多量的苯甲酸,这不但影

响反应的进行,而且苯甲酸混在产品中不易除干净,将影响产品的质

量。故本反应所需的苯甲醛要事先蒸馏,截取170〜180*C馏分供使

用、

c. 在制备肉桂酸操作中,你观察温度计读数是如何变化的?

答:随着反应的进行,温度计的读数逐渐升髙。

d. 在肉桂酸的制备实验中,能否用浓NaOH溶液代替碳酸钠溶液来 中和水溶液?

答:不能,因为浓NaOH溶液易使未转化的苯甲醛发生歧化反应生成 笨甲酸,笨甲酸为固体不易与肉桂酸分离,产物难纯化。

e. 在肉桂酸的制备实验中,水蒸气蒸馏除去什么?可否不用通水蒸 气,直接加热蒸馏?

答:水蒸气蒸馏主要蒸出未转化的苯甲醛。就本实验而言,可以不通 水蒸气,直接加热蒸馏,因为体系中有大量的水,少量苯甲醛,加热 后,也可以使苯甲醛在低于IOOeC,以与水共沸的形式蒸出来,其效 果与通水蒸气一样,

f. 用有机溶剂对肉桂酸进行重结晶,操作时应注意些什么?

答:操作要注意:在制备热的饱和溶液时,要在回流冷凝装罝中进行, 添加溶剂时,将灯焰移开,防止着火:热抽滤时,动作要快,防止过 热溶剂汽化而损失。