肉桂酸合成工艺

1、肉桂酸的化学合成一、实验目的1掌握肉桂酸的制备原理和方法。2学习水蒸气蒸馏的原理及其操作，掌握利用水蒸气蒸馏分离、提纯肉桂酸的方法。二、实验原理n肉桂酸，又叫做肉桂酸，又叫做3-丙基丙基-2-丙基酸，是从肉丙基酸，是从肉桂皮和安息香中分离出来的，主要用于桂皮和安息香中分离出来的，主要用于 香香精，香料，食品添加剂，医药工业，有机精，香料，食品添加剂，医药工业，有机合成，美容等行业。合成，美容等行业。Perkin反应制备肉桂酸芳香醛与具有-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，-不饱和酸，此反应称为Perkin反应。本反应选用苯甲醛与乙酸酐为原料，

2、吡啶和六氢吡啶为缩合剂在醋酸钾的催化下，通过发生缩合反应合成肉桂酸。反应式如下：CHO+ (CH3CO)2OCH3COONa160-170CH CHCOOH+ CH3COOHPerkin 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。三、实验前准备主要试剂与仪器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

3、 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。主要试剂与产品的物理常数化合物分子量熔点/C沸点/C相对密度/d204折光率/n20D溶 解 度g/100ml水苯甲醛106.13-561791.0471.54560.3乙酸酐10209-7314010801390412（热解）反式肉桂酸148161353001247544/0.0418顺式肉桂酸14817681251912844/略溶乙酸6005166118104913716互溶实验装置如图1、图2 所示图1 制备肉桂酸的反应装置图2 水蒸气蒸馏

4、装置四、合成实验步骤实验步骤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安装反应装置如图1，三口烧瓶一口堵塞，一口插入温度计进液相，一口装空气冷凝管。3用电夹套加热，控制温度在150170回流1h。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100左右，加入40 mL 热水，此时有固体析出。5向三口烧瓶内加入饱和碳酸钠溶液，并摇动三口烧瓶，用pH 试纸检验，直到pH 值为8 左右，约需饱和碳酸钠溶液3040 mL。6如图2 搭好水蒸气蒸馏装置，蒸出未反应的苯甲醛，蒸到馏出液澄清无油珠时停止蒸

5、馏（可用盛水的烧杯去接引管下接几滴馏出液，检验有无油珠）， 约需20min。7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5min。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，大约需要2040mL。11、冷却到室温后，减压过滤，滤饼用510 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。产物分离与提纯产物分离与提纯 水蒸气蒸馏是将水蒸气通入不溶或难溶于水水蒸气蒸馏是将水蒸气通入不溶或难溶于水但有一定挥发性的有机物质中，使该有机物质在但有一定挥发性的

6、有机物质中，使该有机物质在低于低于100 C的温度下，随着水蒸气一起蒸馏出来。的温度下，随着水蒸气一起蒸馏出来。 水蒸气蒸馏是分离和纯化有机物的常用方法，水蒸气蒸馏是分离和纯化有机物的常用方法，尤其是在反应产物中有大量树脂状杂质的情况下，尤其是在反应产物中有大量树脂状杂质的情况下，效果较一般蒸馏或重结晶为好。使用这种方法时，效果较一般蒸馏或重结晶为好。使用这种方法时，被提纯物质应该具备下列条件：不溶（或几乎不被提纯物质应该具备下列条件：不溶（或几乎不溶）于水；在沸腾下与水长时间共存而不起化学溶）于水；在沸腾下与水长时间共存而不起化学变化；在变化；在100 C左右时必须具有一定的蒸气压。左右时必

7、须具有一定的蒸气压。（1）在干燥的圆底烧瓶上装一带有温度计和干燥管的冷凝管，瓶内加入苯甲醛，乙酸酐，和一定量的碳酸钾，在160 170 的条件下反应，回流时间在1到2小时之间。（2）然后，加入浓Na2CO3溶液，调节pH值为8 左右，将该溶液转入三颈瓶中进行水蒸汽蒸馏至馏出液澄清为止。（3）残液中加入少量活性炭，煮沸）残液中加入少量活性炭，煮沸10 min左左右，趁热过滤，在搅拌下缓慢加入浓盐酸右，趁热过滤，在搅拌下缓慢加入浓盐酸至溶液的至溶液的pH值为值为4 左右，经冰水冷却，待左右，经冰水冷却，待结晶全部析出后，抽滤。用少量冷水洗涤结晶全部析出后，抽滤。用少量冷水洗涤滤瓶，得粗产品。滤瓶，

8、得粗产品。（4）将粗产品在热水中重结晶，干燥、并测）将粗产品在热水中重结晶，干燥、并测得熔点为得熔点为133 134 。五、样品熔点测定n取适量样使用WRS-1型数字熔点仪测得熔点133-134 与文献132-144 基本相等。n将样品0010g溶于20mL分析甲醇中，以甲醇：水：磷酸=55 ：45 ：001为流动相，进样10uL，测得肉桂酸含量为9909。对其结构进行红外吸收谱线图分析，可知本产品为反式肉桂酸。结论本反应以苯甲醛为原料，通过与乙酸酐发生缩合反应合成肉桂酸，该方法具有工艺简单、产率高、反应无污染、产物分离纯化容易、操作方便等优点，是合成肉桂酸较为理想的方法。其最佳工艺条件是：苯

9、甲醛与乙酸酐物质的量之比为10：12，苯甲醛、吡啶与六氢吡啶物质的量之比为10：24：0025，在160170回流20h，产率达8919，质量分数达9909。六、注意事项1久置的苯甲醛含苯甲酸，故需蒸馏提纯。苯甲酸含量较多时可用下法除去：先用10%碳酸钠溶液洗至无CO2 放出，然后用水洗涤，再用无水硫酸镁干燥，干燥时加入1%对苯二酚以防氧化，减压蒸馏，收集79/25mmHg 或6915mmHg，或62/10mmHg 的馏分，沸程2，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CO2