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1、（1）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. 学习水蒸气蒸馆的原理及其应用，掌握水蒸气蒸馆!的装置及操作方法二、基本原理1、Perkin反应制备肉桂酸（顺反异构体，通常以反式为主）芳香醛与具有a -H原子的脂肪酸阡在相应的无水脂肪酸钾盐或钠盐的催化卜共热发生缩合 反应，生成芳基取代的a , 0 -不饱和酸，此反应称为Perkin反应。反应式如下：夕。CHO +CH=CHCOOH +CH3COOHch3c、z CH、反应机理：乙肝在弱碱的作用卞失去一个H,形成酸肝负离子，然后Perkin反应，又称普尔金反应z由William Henry Perkin发展的z由不含有a-H
2、的芳香 醛（如苯甲醛）在强碱弱酸盐（如碳酸钾、酉舉钾等）的催化下，与含有a-H的酸酹 （如乙酸酹、丙酸酹等）所发生的缩合反应，并生成不饱和竣酸盐，后者经酸性 水解即可得到不饱稲陵酸。注：另外资料上说，用K2C6代替KAc,碱性增强，有利于碳负离子的产生，和醛发生亲核 加成，可以达到缩短反应时间和提高产率的目的。最佳条件为n（苯甲醛）：n（乙阡）：n（碳酸钾）=1:3:!. 08,对苯二酚2%（摩尔分数）【阳聚剂】, 反应时间1 h,反应温度为180C,肉桂酸产率可达74. 74%,熔点132133。C.2、水蒸气蒸悯的基本原理及实验操作（1）水蒸气蒸馆的基本原理当有机物与水一起共热时，根据道尔
3、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=耳沁+$其中P代表总的蒸气压，耳为水的蒸气压，&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馆，就能在低于100C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. 9Co此时：P = 760mmHg矗川二了03 5mmHgP苯甲醛= 65. 5iranHg水蒸气蒸馆法的优点在于使所需要的有机物对在较低的温度卜 从混合物中蒸锚出来，町以 避免在常压卜蒸锚时所造成的损失，提高分离提纯的
4、效率。同时在操作和装置方面也较减 压蒸馆简便一些，所以水蒸气蒸悯可以应用于分离和提纯有机物。水蒸气蒸馆常在下列情况下使用:（却混合物中含有人量的固体，通常的蒸馆、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，采用通常的蒸馆、萃取等方法非常困难。(C)在常压下蒸馆高沸点有机物质会发生分解。被提纯物质必须具备以卞几个条件：(a) 不溶或难溶于水。(b) 在沸腾下与水不发生化学反应。(c) 在100C左右必须具有一定的蒸气压(一般不小于lOminHg)。(2)水蒸气蒸馆的实验操作水蒸气蒸馆装置如图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 1/22/3,以长玻璃管
5、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馆烧瓶底部，以使水蒸气和被蒸锚物质充分 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形管的另一端与蒸馆部分的导管相连，T形管用来除去水 蒸气中冷凝卜来的水分。在操作中，如果发生不正常现彖，应立刻打开螺旋夹，使之与人 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
6、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，并控制係出液的速度约为每秒种23滴。为了使 水蒸气不致于在烧瓶内过多地冷凝，在进行水蒸气蒸悯时通常也可用小火将蒸饰烧瓶加热。 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，以及蒸馆烧瓶中的液 体是否发生倒吸现彖，一旦发生这种现彖，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，方可继续蒸馆I。当馆出液澄清透明，不再含有油滴时，一般 即可停止蒸镭，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),乙酸阡 11 mL (0. 1
7、2mol),无水醋酸钾6g (0. 06mol), 饱和碳酸钠溶液，浓盐酸，活性炭。2. 仪器(部分反应仪器要求干燥)：250 mL三I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C沸点。C溶解度：克/1001111溶剂水醇苯甲醛106.12无色液体1.54501.044-26178-1790.3OOOO乙酸BF102.08无色液体1.39001.082-73138-14012溶不溶肉桂酸148.16无色结晶1.248133-1343000.0424溶
8、五、实验装置制备肉桂酸的实验装置如图1、图2所示。六、实验步骤1. 在250 mL三I I烧瓶中依次加入无水醋酸钾6g,苯甲醛6 mL,乙酸肝11 mL,沸石2粒。 （理论产量-88. 90g）（从空心塞一侧加入）2. 安装反应装置如图1,三II烧瓶一II堵塞，一II插入温度计进液相，一门装空气冷凝管。3. 用电夹套加热，控制温度在150170C回流lh。要注意控制加热速度，防止物料从空气 冷凝管顶端逸出，必要时可再接一个冷凝管。4将反应液冷却至约100C左右，加入40 mL热水，此时有固体析出。（肉桂酸对水溶解 度为 004g、100ml）5. 向三I I烧瓶内加入饱和碳酸钠溶液，并摇动三I
9、 I烧瓶，用pH试纸检验，直到pH值为8 左右，约需饱和碳酸钠溶液30-40 mLo （酸碱中和）6. 如图2搭好水蒸气蒸馆装置，蒸出未反应的苯甲醛，蒸到锚出液澄清无油珠时停止蒸馆 （可用盛水的烧杯去接引管卞接几滴馆出液，检验有无油珠），约需20mino7. 将剩余液转入400 mL烧杯中，补加少量水至液体总量为200250 mL,再加12匙活 性炭。8 煮沸脱色5mino （去树脂状物：肉桂酸脱竣形成苯乙烯聚合）9. 趁热减压过滤，滤液转入干净的烧杯，冷却到室温。10. 搅拌下慢慢加入浓盐酸，到pH试纸变红，人约需要2040mL。（酸化析出肉桂酸）11、冷却到室温后，减压过滤，滤饼用510
10、mL冷水洗涤，抽干。12、滤饼转入表面皿，红外灯下干燥。产品称量，回收，计算产率。苯甲醛-乙酸酹朋酸钾肉桂酸，苯甲醛，乙酸肝，乙酸，乙酸钾，水，树脂状物C0肉桂苯甲醛，乙|20ml 水，乙鉴钾，水，树脂状物碳酸钠溶液肉桂酸钠，苯甲醛，乙酸钠，乙酸钾，树脂状物，水水蒸气蒸谄苯甲醛树脂状物,活性炭肉桂酸，乙酸，乙酸钾，水，树脂状物I活性炭；抽滤肉桂酸钠，乙酸钠，乙酸钾，水| HC1酸化肉桂酸，乙酸，氯化钠，氯化钾，水 |抽滤肉桂酸（粗）乙酸，氯化钠，氯化钾，水，肉桂酸（少）|重结晶（水或3:1水乙醇）肉桂酸（纯）七、注意事项1. 久置的苯甲醛含苯甲酸，故需蒸馆提纯。苯甲酸含量较多时可用卞法除去：先
11、用10%碳 酸钠溶液洗至无C02放出，然后用水洗涤，再用无水硫酸镁干燥，干燥时加入1%炖苯二酚 以防氧化，减压蒸馆I，收集79C/25nmHg或69C/15iranHg,或62C/10minHg的馆分，沸程 2C,贮存时可加入0.5%的对苯二酚。2. 无水醋酸钾需新鲜熔融。将含水醋酸钾放入蒸发皿内，加热至熔融，立即倒在金属板上, 冷却后研碎，置于干燥器中备用。3. 反应混合物在加热过程中，由于C02的逸出，最初反应时会出现泡沫。4反应混合物在1501了0匸卞长时间加热，发生部分脱竣而产生不饱和坯类副产物，并进 而生成树脂状物，若反应温度过高（200C）,这种现象更明显。5肉桂酸有顺反异构体，通
12、常以反式存在，为无色晶体，熔点13306.如果产品不纯，可在水或3 : 1桶乙醇中进行重结晶。八、思考题1、具有何种结构的醛能进行Perkin反应？答：醛基与卿直接相连的芳香醛能发生Perkin反应。2、本实验中在水蒸气蒸馆前为什么用饱和碳酸钠溶液中和反应物? 答：将肉桂酸转化为肉桂酸钠3、为什么不能用氢氧化钠代替碳酸钠溶液来中和反应物？:不能。因为苯甲醛在强碱存在下可发生Cannizzaro反应(无a氢的在强碱作用下发生分子间氧化还原反应,生成f子竣酸和f子醇的有机歧化反应)。4、水蒸气蒸馆通常在哪三种情况卞使用？被提纯物质必须具备哪些条件？(a )混合物中含有大量0勺固休，通常的蒸獄 过滤
13、、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f留、萃取等方法非常困难。(c )在常压F蒸f留高沸点有机物质会发生分解。5、肉桂酸能溶于热水，难溶于冷水，试问如何提纯之？定出操作步骤，并说明每一步的作 用。6、苯甲醛和丙酸肝在无水的丙酸钾存在卞相互作用得到什么产物？写出反应式？7、反应中，如果使用与酸肝不同的竣酸盐，会得到两种不同的芳香丙烯酸，为什么？答：酸性条件下，竣酸盐自身也能形成碳负离子，因而反应体系中存在两种不同的碳 负离子。8、在perldn反应中，醛和具有R2CHC00C0CHR2结构的酸肝相互作用，能得到不饱和酸吗？ 为什么？答：不能。因为具有(R2CHC
14、O)2O结构的酸酹分子只有一个aH原子。14. 肉桂酸实验在制备阶段有哪些仪器需要干燥？为什么？答：凡是能与试剂相接触的仪器都需要洁净、干燥的。女口：三口瓶、空气令凝管、温 度计、玻璃塞(又叫空心塞)、量筒。因为这些仪器若不干燥，其残存的水会造成乙酸酹水解，从而减少乙酸酹的实际用量, 可能会影响化学反应进行的程度。【问：量取苯甲醛的量筒若没有彻底干燥，会不会对该反应产生影响？】15、肉桂酸的制备方法有哪些？答：(i)钳金(Perkin )合成法；(2) 苯乙烯一四氯化碳法；(3 )苯甲醛一丙酮法；(4 )苯甲醛一酉辗法；(5 )茉叉二氯一无水酉霰钠法；(6 )克月钗格尔(Knoevenagel
15、)缩合反应制备法。（2）熔点测定一、实验目的：1、了解熔点测定的意义和应用。2、掌握熔点测定的操作方法。二、实验原理熔点是固体化合物在101. 325KPa下固一液两相处于平衡时的温度。纯净的固体有机物一般 都有固定的熔点，一个纯化合物从开始熔化（初熔）至完全熔化（全熔）的温度范围叫做 熔程或熔距，其熔程-般不超过05lC。熔点是鉴定固体有机化合物的重要物理常数，也 是化合物纯度的判断标准。当化合物中混有可熔性杂质时，熔程较长，熔点降低。因此， 可以通过测定熔点来鉴定有机物，并根据熔程的长短来判断有机物的纯度。利用熔点测定来鉴定有机物并判断有机物的纯度，可通过分析物质的蒸气压和温度关系曲 线图来理解。图1是一种物质固相的蒸气压随温度变化的曲线和该物质液相的蒸气压随温 度变化的曲线，由于固相蒸气压随温度变化的速度人于液相，使两条曲线交于M点。在M 点处，
