肉桂酸(微型).docVIP

肉桂酸的合成（微型实验）预习要点：珀金反应、水蒸气蒸馏一、实验目的1 了解肉桂酸的制备原理和方法；2 学习简易水蒸气蒸馏等操作。二、实验原理利用珀金（Perkin）反应，将芳醛和一种酸酐混合后，在相应的羧酸盐存在下加热，发生类似于羟醛缩合反应，生成，-不饱和酸。制备反应如下：CHOCOOHCH (CH3CO)2O CH3COOH本实验用碳酸钾代替乙酸钾作催化剂，可缩短反应时间。 水蒸气蒸馏：水蒸气蒸馏（Steam Distillation）是将水蒸气通入不溶于水的有机物中或使有机物与水经过共沸而蒸出的操作过程。它是用来分离和提纯液态或固态有机化合物的一种方法。在含有几种不互溶的挥发性物质混合物中，每一组分i 在一定温度下的分压pi等于在同一温度下的该化合物单独存在时的蒸气压pi0 ， 而不是取决于混合物中各化合物的摩尔分数。这就是说该混合物的每一组分是独立地蒸发的。这一性质与互溶液体的混合物（即溶液）完全不同，互溶液体中每一组分的分压等于该化合物单独存在时的蒸气压与它在溶液中的摩尔分数的乘积Raoult定律。 根据Dalton定律，几种不互溶液体混合物的总蒸汽压力p总等于各组成气体分压的总和，所以不互溶的挥发性物质的混合物总蒸气压如方程式所示： p总 = p1 + p2 + + pi 从上式可知任何温度下混合物的总蒸气压总是大于任一组分的蒸气压，因为它包括了混合物其它组分的蒸气压。由此可见，在相同外压下，不互溶物质的混合物的沸点要比其中沸点最低组分的沸腾温度还要低。原则上，任何与料液不互溶的气体或蒸气皆可使用；但水蒸气价廉易得，冷却后容易分离,故最为常用。 水蒸汽蒸馏中冷凝液的组成由所蒸馏的化合物的分子量以及在此蒸馏温度时它们的相应蒸气压决定。馏出液组分的计算：假定两组分是理想气体，则根据PV = nRT = WRT / M得WA / WH2O = MAPA /MH2OPH2O。 由于一般有机化合物的分子量要比水大得多，即使有机化合物在100摄氏度只有5mmHg的蒸气压，用水蒸气蒸馏亦可获得良好的效果。因此，常压下应用水蒸气蒸馏，能在低于100的情况下将高沸点组分与水一起蒸出来，蒸馏时混合物的沸点保持不变。水蒸气蒸馏的适用对象和使用条件适用对象：水蒸气蒸馏适用于从焦油状混合物及树脂样混合物中提取较高沸点物质，也常用于从动植物组织中提取有机物，如植物精油的提取等。 三个使用条件：1被蒸馏物不与水发生化学反应；2在接近100C时被提取物有一定的蒸气压（一般要求大于10mmHg）；3被提取物在水中难溶。在馏出液冷却后，不溶于水的提取物与水分层，借助分液漏斗可以将其从水中分出。对一些在水中略有溶解的化合物或有形成乳浊液倾向的物系，为减少损失，可以辅以盐析或加入有机溶剂萃取等方法将其尽可能多地从水中离析出来。直接向不混溶于水的液体混合物中通入水蒸气的蒸馏方法，常用来降低操作温度，以便将高沸点或热敏性物质从料液中蒸发出来，从而得到纯化，如脂肪酸、苯胺、松节油的提取和精制。 将水蒸气连续通入含有可挥发物质 A的混合液，在达到相平衡时，汽相含有水蒸气和组分A,汽相的总压等于水蒸气分压和组分 A分压之和。当汽相总压等于外压时，液体便在远低于组分A的正常沸点的温度下沸腾,组分A随水蒸气蒸出。在水蒸气蒸馏操作中,水蒸气起到载热体和降低沸点的作用。原则上，任何与料液不互溶的气体或蒸气皆可使用；但水蒸气价廉易得，冷却后容易分离,故最为常用。如果蒸馏操作中使用饱和水蒸气,且外部加入的热量不足，水蒸气将部分冷凝，形成两个液相。这时汽相中水蒸气的分压最大，等于其饱和蒸气压，液体将在最低温度下沸腾，但由于水的饱和蒸气压远高于组分A的蒸气分压，所以馏出汽相中组分A的含量很少，水蒸气的耗用量最大。为节省能耗，在蒸馏瓶内须避免出现水蒸气的冷凝。为此可采用外部加热或使用过热蒸汽将料液升温到允许的最高温度,以增大组分A的蒸气分压。同时选择较低的操作压力,降低水蒸气的分压,节省水蒸气的用量。三、实验步骤1. 制备用吸量管分别量取0.6mL新蒸馏过的苯甲醛和1.8mL 新蒸馏过的醋酸酐，并称取0.82g 研碎的无水碳酸钾，加到10mL 三口烧瓶中，加入沸石，装上回流冷凝管，加热回流45min。由于逸出二氧化碳，所以最初有泡沫生成。2. 水蒸气蒸馏反应结束后，冷却反应物，再加入4mL 水，并将瓶中的固体压碎，进行简易水蒸气蒸馏，除去未反应的苯甲醛。当蒸出的液滴澄清无油滴时停止蒸馏，冷却。3. 洗涤与精制加入2.5mL10% 氢氧化钠溶液使肉桂酸溶解，再加入少量活性炭煮沸几分钟趁热过滤。然后边搅拌边向热滤液中加入约1.5mL盐酸使滤液呈酸性，置于冷水浴中冷却，待肉桂酸全部结晶后进行抽滤，得到肉桂酸晶体，在100下烘干。测得纯肉桂酸的m.p.为133。注意事项1.苯甲醛久置后，由于自动氧化反应而生成苯甲酸，而苯甲酸在产品中不易除尽，将影响产品质量，故本反应所需的苯甲醛要重新蒸馏，截取170180馏分供实验用。2.乙酸酐放久了因吸收空气中的水分而水解为乙酸，故本实验所需的乙酸酐必须在实验前重新蒸馏。3.反应过程加热不可太快，否则乙酸酐易挥发损失，应缓慢稳步升温。控制白雾在回流冷凝管中上升的高度不能在1/3处（相当于两个球）。4.水蒸气蒸馏过程中，水蒸气发生器中水位为容积的1/22/3。要注意各连接处的密封，不能漏气。先打开T形管的止水夹，待有蒸汽逸出时再夹紧。