【2017年整理】实验八肉桂酸的制备.docVIP

实验八 肉桂酸的制备 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，掌握水蒸气蒸馏的装置及操作方法。 二、基本原理 1、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?－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： 2、水蒸气蒸馏的基本原理及实验操作 （1） 水蒸气蒸馏的基本原理 当有机物与水一起共热时，根据道尔顿(Dalton)分压定律，整个系统的蒸气压应为各组分蒸气压之和，即：P= +PA 其中P代表总的蒸气压，为水的蒸气压，PA为与水不相溶物或难溶物质的蒸气压。当总蒸气压P与大气压相等时，则液体沸腾。这时的温度即为它们的沸点。这时的沸点必定较任一组分的沸点低。因此在常压下用水蒸气蒸馏，就能在低于100℃的情况下将高沸点组分与水一起蒸出来。例如水与苯甲醛混合物的沸点为97.9℃。此时： P＝760mmHg =703.5mmHg P苯甲醛＝65.5mmHg 水蒸气蒸馏法的优点在于使所需要的有机物可在较低的温度下从混合物中蒸馏出来，可以避免在常压下蒸馏时所造成的损失，提高分离提纯的效率。同时在操作和装置方面也较减压蒸馏简便一些，所以水蒸气蒸馏可以应用于分离和提纯有机物。 水蒸气蒸馏常在下列情况下使用： （a）混合物中含有大量的固体，通常的蒸馏、过滤、萃取等分离方法都不适用。 （b）混合物中含有焦油状物质，采用通常的蒸馏、萃取等方法非常困难。 （c）在常压下蒸馏高沸点有机物质会发生分解。 被提纯物质必须具备以下几个条件： （a）不溶或难溶于水。 （b）在沸腾下与水不发生化学反应。 （c）在100℃左右必须具有一定的蒸气压（一般不小于10mmHg）。 （2）水蒸气蒸馏的实验操作 水蒸气蒸馏装置如图2所示。用500 mL圆底烧瓶作水蒸气发生器，内盛水约占其容量的1/2～2/3，以长玻璃管作为安全管，管的下端接近瓶底，根据管中水柱的高低，可以估计水蒸气压力的大小。水蒸气导管末端应接近蒸馏烧瓶底部，以使水蒸气和被蒸馏物质充分接触并起搅拌作用。发生器的水蒸气导出管与一个T形管相连，T形管的支管套一个短橡皮管，橡皮管上用螺旋夹夹住，T形管的另一端与蒸馏部分的导管相连，T形管用来除去水蒸气中冷凝下来的水分。在操作中，如果发生不正常现象，应立刻打开螺旋夹，使之与大气相通。 将反应装置按图2连接好，打开T形管上的螺旋夹，把水蒸气发生器里的水加热到沸腾，当有水蒸气从T形管的支管冲出时，再旋紧螺旋夹，让水蒸气通入烧瓶中，这时可以看到烧瓶中的混合物翻腾不息，不久在冷凝管中就会出现有机物质和水的混合物。调节加热温度，使瓶内的混合物不致飞溅得太厉害，并控制馏出液的速度约为每秒种2～3滴。为了使水蒸气不致于在烧瓶内过多地冷凝，在进行水蒸气蒸馏时通常也可用小火将蒸馏烧瓶加热。在操作时，要随时注意安全管中的水柱是否发生不正常的上升现象，以及蒸馏烧瓶中的液体是否发生倒吸现象，一旦发生这种现象，应立刻打开螺旋夹，移去热源，找出发生故障的原因。必须把故障排除后，方可继续蒸馏。当馏出液澄清透明，不再含有油滴时，一般即可停止蒸馏，这时应首先打开螺旋夹，然后移去热源，以免发生倒吸现象。 三、主要试剂与仪器 1．试剂 苯甲醛 6 mL (0.06mol)，乙酸酐 11 mL (0.12mol)，无水醋酸钾 6g (0.06mol)，饱和碳酸钠溶液，浓盐酸，活性炭。 2．仪器 250 mL三口烧瓶，空气冷凝管， 250mL圆底烧瓶，75度弯管, 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。 四、主要试剂与产品的物理常数 名称 分子量 性状 折光率 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 1.5450 1.044 -26 178-179 0.3 ∞ ∞ 乙酸酐 102.08 无色液体 1.3900 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 五、实验装置 制备肉桂酸的实验装置如图1、图2所示。 图1 制备肉桂酸的反应装置图 图2 水蒸气蒸馏装置图 六、实验步骤 1．在250 mL三口烧瓶中依次加入无水醋酸钾6g，苯甲醛6 mL，乙酸酐11 mL，沸石2粒。 2．