肉桂酸制备实验-有机化学实验技术（第2版）

【实验目的】

（1）了解Perkin反应，掌握肉桂酸的制备原理和方法。

（2）掌握回流、简易水蒸气蒸馏等操作。

（3）掌握固体有机化合物的提纯方法——脱色、重结晶。

【实验原理】

芳香醛和酸酐在碱性催化剂存在下，可发生类似羟醛缩合的反应，生成α，β-不饱和芳香酸，称为Perkin反应。催化剂通常是用酸酐相应的羧酸钾或羧酸钠，有时也可用K2CO3或叔胺代替，可以缩短反应时间。典型的例子是肉桂酸的制备。

碱的作用是促使酸酐烯醇化，生成乙酸酐碳负离子，接着与芳香醛发生亲核加成，最后经β-消去，产生肉桂酸盐。

肉桂酸是生产冠心病药物“心可安”的重要中间体。其酯类衍生物是配制香精和食品香料的重要原料。它在农用塑料和感光树脂等精细化工产品的生产中也有着广泛的应用。

【仪器及药品】

1.仪器

水蒸气蒸馏装置等。

2.药品

苯甲醛、乙酸酐、无水醋酸钾、饱和碳酸钠溶液、浓盐酸、活性炭等。

【实验内容】

在250 mL三口烧瓶中加入6g新熔焙过并研细的无水醋酸钾粉末［1］，11 mL新蒸馏过的苯甲醛［21，15 mL新蒸馏过的乙酸酐［3］，振荡使其混合均匀。三口烧瓶中间口接上空气冷凝管，侧口其一装上温度计，另一个用塞子塞上。用加热套低电压加热使其回流，反应液始终保持在150～170℃［4］，使反应进行（回流）1 h。

取下三口烧瓶，向其中加入40 mL水，一边充分摇动烧瓶，一边慢慢加入饱和碳酸钠溶液，直到反应混合物呈弱碱性［5］。然后将三口烧瓶接通水蒸气发生器及冷凝装置（图2-3-5），进行水蒸气蒸馏（蒸去什么？），直到馏出液中无油珠为止。

卸下水蒸气蒸馏装置，向三口烧瓶中加入1.0 g活性炭，加热沸腾2～3 min。然后进行热过滤。将滤液转移至干净的200 mL烧杯中，慢慢地用浓盐酸进行酸化至明显的酸性［6］（大约用25 mL浓盐酸）。然后进行冷却（可用冷水浴）至肉桂酸充分结晶，之后进行抽滤。晶体用少量冷水洗涤。抽滤，要把水分彻底抽干，在100℃下干燥［7］，可得7～8 g产品［8］。

【主要技术与注意事项】

［1］无水醋酸钾需新熔焙。它的吸水性很强，操作要快。它的干燥程度对反应能否进行和产量的提高都有明显的影响。熔焙的方法：将含水醋酸钾放入蒸发皿中加热，则盐在所含结晶水中溶化，水分挥发后又结成固体。强热时固体熔化，并不断搅拌，使水分散发后趁热倒在金属板上，冷却后再用研钵研碎，放在干燥器中备用。

［2］久置后的苯甲醛易自动氧化成苯甲酸，这不但影响产率，而且苯甲酸混在产物中不易除净，影响产物的纯度，故苯甲醛使用前必须蒸馏，收集170～180℃馏分。

［3］放久了的乙酸酐易潮解吸水成为醋酸，故在实验前必须将乙酸酐重新蒸馏，否则会影响产率。(www.xing528.com)

［4］可用油浴或电热套加热。反应温度超过200℃会发生脱羧反应而使反应物黏稠，影响反应的进行。

［5］加入饱和碳酸钠溶液的目的是保证溶液呈碱性，控制pH=8较合适，使肉桂酸以盐的形式溶于水中而不被蒸出。碳酸钠不能用NaOH代替，否则会发生坎尼查罗反应。生成的苯甲酸难以分离出去，影响产物的质量。

［6］酸化的目的是使肉桂酸的盐转化为酸析出，因此必须酸化至强酸性。

［7］所用仪器必须是干燥的。因乙酸酐遇水能水解成醋酸，无水醋酸钾遇水失去催化作用，影响反应的进行。

［8］加热回流，控制反应呈微沸状态，如果反应液激烈沸腾易使乙酸酐蒸气逸出，影响产率。

【参考学时】

5～6学时。

【预习要求】

（1）复习Perkin反应，充分理解肉桂酸的制备原理和方法。

（2）预习回流、简易水蒸气蒸馏操作以及固体有机化合物的提纯方法。

【实验思考题】

（1）若用苯甲醛与丙酸酐发生Perkin反应，其产物是什么？

（2）在实验中，如果苯甲醛原料中含有少量的苯甲酸，这对实验结果会产生什么影响？应采取什么样的措施？

（3）在水蒸气蒸馏前若不向反应混合物中加碱，蒸馏馏分中会有哪些组分？

（4）苯甲醛和丙酸酐在无水的丙酸钾存在下相互作用得到什么产物？写出反应方程式。

（5）反应中，如果使用与酸酐不同的羧酸盐，会得到两种不同的芳香丙烯酸，为什么？

【附注】

主要试剂及产物的物理常数见表3-11-1。

表3-11-1　主要试剂及产物的物理常数