肉桂酸的制备-有机化学实验报告
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有 机 化 学 实 验 报 告
实 验 名 称:肉桂酸的制备
学
院:化工学院
专 业:化学工程与工艺
班 级:
姓 名: 学 号
指 导 教 师:房江华、李颖
日 期:
一、 实验目的:
1、了解肉桂酸的制备原理方法;
2、掌握水蒸气蒸馏的原理、用处和操作;
3、学习并掌握固体有机物的提纯方法:脱色、重结晶。
二、实验原理:
1、用苯甲醛和乙酸酐作原料,发生Perkin反应。
2、反应机理:乙酸酐在弱碱作用下打掉一个H,形成CH3COOCOCH2,然后
三、主要试剂及物理性质:
主要药品:无水碳酸钾,苯甲醛,乙酸酐,氢氧化钠水溶液,1:1盐酸,活性炭。 部分药品物理性质:
名称 分子量g/mol 熔点/℃ 沸点/℃ 性状
苯甲醛 -26 179 纯品为无色液体,工业品为无色淡黄色液体,都苦杏仁味
乙酸酐 无色透明液体,有刺激气味,其蒸气为催泪毒气
肉桂酸 133 300 白色至淡黄色粉末,微有桂皮香气
四、实验试剂及仪器:
试剂 苯甲醛 乙酸酐 无水碳酸钾 10%NaOH 盐酸
用量 14ml
五、仪器装置:
仪器名称 三口烧瓶 温度计 空心塞 量筒 天平 烧杯 锥形瓶 直形(空气)冷凝管
仪器规格 150ml 200℃ — 100ml — 500ml 100ml —
数量 1 1 1 1 1 1 1 2
玻璃棒 电炉 蒸馏装置 蒸气装置 表面皿 滤纸 布氏漏斗 吸滤瓶
— — — — — — — —
1 1 1 1 1 — 1 1
六、实验步骤及现象:
时间 步骤 现象
①将无水碳酸钾,14ml乙酸酐和苯甲酸依次加入150ml干的三口烧瓶中摇匀。 加入后,刚开始为无色液体,下层为碳酸钾粉末。
②加热至微沸后,调整电炉高度,使近距离加热回流45min。 随着加热的进行,溶液开始沸腾,由黄色变为橙黄色,上层出现泡沫,温度为140℃左右,颜色逐渐加深,为砖红色,空气冷凝管下层有液体不断滴出,有一挂一挂水珠从烧瓶壁上流下,下层有未溶的碳酸钾,液体逐渐减少。
③冷却到100以下,再加入40ml水浸泡,用玻璃棒搅拌轻压底部固体。 冷却后,烧瓶内液体变为固体,为棕红色,呈块状,加入水后,下层为固体,上层为悬浮物。 ④搭好水蒸气蒸馏装置,对蒸汽发生器进行加热,待蒸汽稳定后,在通入烧瓶中液体下开始蒸汽蒸馏;待检测馏出物中无油滴后停止蒸馏。 加热后,三口烧瓶中固体溶解为棕红色,开始暴沸,锥形瓶中有油状液体蒸出,直形冷凝管中不断有白色液体蒸出,停止蒸馏,烧瓶中为奶黄色,上层有油状液体。
⑤将烧瓶冷却,再把其中的物质移至500ml烧杯中,用40ml氢氧化钠水溶液清洗烧瓶,并把剩余的氢氧化钠溶液也加入烧杯中搅拌,使肉桂酸溶解,再加入90ml水和活性碳加热至沸腾。 液体转移至烧杯中为淡黄色,有少量不容物,加入活性炭后变为黑色,随着加热的进行,溶液变为墨绿色,有黑色悬浮物。
⑥趁热过滤,移至500ml烧杯中冷却至室温后,边搅拌边加入11:1盐酸调至溶液至酸性。 抽滤过程中,下层为淡黄色液体,上层为之前加入的活性炭,随着盐酸加入,。变为奶油状,且出现分层。
⑦冷水冷却结晶完全后抽滤,再称量 抽滤后下层为无色液体,上层为黄色固体。
七、数据处理与实验结果:
名称 理论质量m 表面皿质量 表面皿+产品总质量 产品质量m 产率
量值 187%
理论上肉桂酸的质量:m=××=
产率=(m/m)×100%
八、注意事项: ①三口烧瓶必须是干燥的。因乙酐遇水能水解成乙酸,无水CH3COOK,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筒)。
②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。
③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,否则会发生坎尼查罗
反应。生成的苯甲酸难于分离出去,影响产物的质量。
④进行脱色操作时一定取下烧瓶,稍冷之后再加热活性炭,还要加入稍多的活性炭,否则不能完全脱色。
⑤肉桂酸要结晶彻底,进行冷过滤;不能用太多水洗涤产品。
⑥在步骤三固体的压碎过程中要小心,以防吧烧瓶搞破。
⑦在蒸馏过程中要加入适量沸石。
⑧在蒸汽过程中,胶管不能太长,否则,效果不好。
九、误差分析及实验讨论:
本次试验,以失败告终,产品是黄色的,而且始终烘不干,且产品质量远远多于理论值。
可能原因:
①在加入活性炭脱色时,没有脱色完全,可能需要加热更长时间,加再多一点的活性炭。
②调节PH时始终不能调到所需的PH,最后差不多则直接进行抽滤。
③在冷却结晶时,也可能是结晶的颗粒太小。
④实验过程中操作不够规范,导致实验中生成杂质,使最终得到的产物质量增加。
讨论:
在得到产品后,能不能再把产品加到烧杯中进行重脱色,进行试验(可能比第一次本应得到的产品少些,因为存在产品的部分损失在实验过程中)