肉桂酸的合成

肉桂酸的合成摘要：实验研究了微波辐射促进下肉桂酸的合成。以苯甲醛为反应底物，丙二酸为试剂，醋酸铵作催化剂，考察了微波功率，反应时间，催化剂用量等对反应的影响。经正交实验设计得到最佳反应条件：丙二酸用量为4.3g，苯甲醛用量为4.2g，丙二酸与苯甲醛摩尔比为1：1，醋酸铵用量3.1g，微波功率600w，反应时间6min。分析了有关原因，结果表明，用无溶剂微波促进Knoevenagel缩合反应合成肉桂酸，收率很高，而且反应时间短（仅几分钟），后处理简单，无需有机溶剂，无有毒有害的三废排放，是一个非常成功的的洁净的绿色化学合成工艺。关键词：肉桂酸，Knoevenagel缩合, 微波辐射一、前言 肉桂酸，又名-苯丙烯酸、3-苯基-2-丙烯酸。是从肉桂皮或安息香分离出的有机酸。植物中由苯丙氨酸脱氨降解产生的苯丙烯酸。肉桂酸及其系列产品是十分重要的精细化工产品，已被广泛应用于药物，香料和感光树脂领域，研究这些个化合物的合成具有十分重要的意义1。肉桂酸是一种比较重要的有机合成中心体，主要用于药物，香料和感光树脂等精细化工产品的制备，近年来它的应历时分广泛。在医药工业中，可用于合成治疗冠心病的重要药物乳酸可心定和心痛平，及合成氯苯氨丁酸和肉桂苯药名，用来制造“心可安”，局部麻醉剂、杀菌剂、止血药等。还可合成氯苯氨丁酸和肉桂苯药名，用作脊锥骨骼松弛剂和镇痉剂。主要用于脑血栓，脑动脉硬化，冠状动脉硬化等病症。对于肺腺癌细胞增殖有明显抑制作用。肉桂酸是A人肺腺癌细胞有效的抑制剂，在抗癌方面具有泼天的应用价值。 在农药行业，肉桂酸可用于植物生长增进剂、长效杀菌剂果蔬保鲜防腐剂和除草剂的制备 在香料行业，肉桂酸是试羧酸类香料，有良好的保香作用。可调制苹果、樱桃，作为苹果香精、樱桃香精、生果香精、花香香精和谐使用。在日化行业。肉桂酸用于设置香皂和日用化妆品用的香料。由于其沸点较份子量相近的其它有机化合物高，因此常用作香料中的定香剂使用2。这个之外，由于肉桂酸份子中存在烯类双键，因而可形成多种聚合物，且所形成的聚合物有耐热、耐冲击、耐化学性、防水性、高分解温度、导电性、透明性、光敏性、抗光蚀等优点，是优良的涂层材料。 在有机化工合成方面，肉桂酸可作为镀锌板的缓释剂，聚氯乙烯的热稳定剂，多氨基甲酸脂的交联剂，乙内酰和聚己内酰胺的阻燃剂，化学分析试剂。也是测定铀、钒分离的试剂；它还是负片型感光树脂的最主要合成原料。主要合成桂酸酯、聚乙烯醇肉桂酸酯、聚乙烯氧肉桂酸乙酯和侧基为肉桂酸酯的环氧树脂。二、肉桂酸的合成方法1、苯甲醛丙二酸法以苯甲醛和丙二酸为原料，通过发生Knoevenagel缩合反应合成肉桂酸： 其优点是操作简单、产率高（超过85%）、反应缓和、产物分离容易和无污染。其缺点是原料丙二酸价格较贵，导致生产成本较高。2、苯甲醛丙酮法：以苯甲醛和丙酮为原料，通过发生羟醛缩合合成肉桂酸： 其特点是工艺流程长、操作复杂、能耗大、转化率和产率均比较低。3、苯乙烯一氧化碳法4： 这是一条新的合成路线。其特点是原料价廉、产率较高。但反应条件比较苛刻。4、苯乙烯四氯化碳法3：该方法的合成路线为： 它包括两步工艺: 第一步是在催化剂作用下, 四氯化碳和苯乙烯发生自由基加成反应, 得中间体1, 1, 1, 3-四氯苯基丙烷; 第二步是在强酸存在下, 生成的中间体发生水解消去反应, 得到肉桂酸。该合成新方法反应温和、能耗低、无污染且产率相当高（总收率可达85%左右）。三、实验原理在微波辐射下，醛和活泼亚甲基类化合物发生的缩合反应速度能被极大地提高。丙二酸中亚甲基上的氢比较生动，在醋酸铵作用下，可以使丙二酸形成碳负离子，与取代苯甲醛中碳氧双键进行亲核加成，从质子化醋酸铵中夺取一个质子生成7，在反应条件下，失去一份子水并经脱羧，最后生成具有较低能量的反式肉桂酸级其同系物。反应方程式如下：四.实验仪器药品实验仪器：化学实验用微波炉，熔点测定仪，50ml锥形瓶，空气冷凝管，回流冷凝管，布氏漏斗，抽滤瓶，玻璃棒实验药品：4.3g苯甲醛，4.2g丙二酸，3.1g醋酸铵五.实验装置图六、实验步骤 在50mL锥形瓶中4.3g（40mmol）苯甲醛、4.2g（40mmol）丙二酸和3.1g（40mmol）醋酸铵，摇匀后放进微波炉，装上回流冷凝管。火力键置“高火”，调节电流控制一定功率（由电表电流可查功率校准曲线，确定微波输出功率），微波辐射数分钟，(本反应640W时，辐射6min，产率最高，达84.5%)，反应混合物完全熔融成液体并有CO2气体放出。稍冷，取出锥瓶，加入约50mL冷水，产物即变为固体，将固体产物搅碎，抽滤，用水充分浸润、洗涤两次，抽干后，干燥即得较纯的浅黄色产物肉桂酸5。用含水乙醇(水/乙醇=1/3体积比)重结晶，得白色针状结晶性粉末。测定产物的熔点，将样品研成细末，放入干燥的一端封口的毛细管中，取一高约80cm的干燥的玻璃管，直立于台面上，将装有样品的毛细管头落10次直至毛细管内样品紧缩为23mm高6。放入熔点测定仪进行观察，记录熔程。七.实验结果，产率 本小组进行的条件为600W时，辐射6min，催化剂与反应物比为1:1；得到产物7.3g，理论产值经过计算应为6g，因此产率为121.61%；测量熔程为95.196.8 。以下为各小组的实验数据：时间/min收率/%4681015300w755066.7400w73.368.383.3500w658553.391.7600w63.390八、实验讨论 首先，本小组做的是400w，10分钟的肉桂酸实验。完成实验到的产物过多，表明产品里还含有水分比较多而且没有经过重结晶还有很多副产物，这个通过测量产品的熔点可以知道，查文献可知肉桂酸都熔点为1338，而我们测出的熔程为95.196.8 ，比文献值要低得多，产品不纯，因此产率过高。再重结晶可以得到更纯的产品。由于每组同学的产物都不纯，所以没办法比较那一组是产物最多，得到最合适的反应条件。不过观察实验过程可知道，加热时间越短，反应越不完全，得到的产物也很少。参考文献可知道，最佳的实验条件是640w，6分钟，产率最高，达84.5%。九、参考文献1 吴赛苏. Perkin反应合成肉桂酸工艺的改进 .化学世界，2002，43(11)：599-600，2 陈志涛，肖尚友，田树高，李志良. 肉桂酸的Perkin反应合成及其工艺优化J. 重庆大学学报(自然科学版)，2002，25（3）：8586 3 郭成，韦萍，张文博，李安娜. 苯乙烯合成肉桂酸J . 南京化工大学学报，1997，19（4）：27314 笪远峰，戚雪勇. -取代丙烯酸的合成研究J .化学世界，1998（4）：1741775 唐培堃主编精细有机合成化学与工艺学，北京：