肉桂酸的合成实验报告

合成肉桂酸的实验报告

实验目的：通过苯甲酸与乙烯基苯在硫酸的催化下反应合成肉桂酸，并对产物进行结构鉴定。

实验原理：肉桂酸属于含有不饱和双键的芳香酸。苯甲酸与乙烯基苯在硫酸的催化下发生的芳香酰基取代反应，生成肉桂酸，反应式如下：

实验步骤：

1、将40ml苯甲酸和20ml乙烯基苯加入干燥的500ml三颈瓶中；

2、将5ml浓硫酸滴加到上述混合物中，并反复摇晃混合，使其均匀分布；

3、以加热套将三颈瓶安装于配备避光窗口的磁力搅拌器上，并在水浴中加温至70℃，保持反应40min。

4、反应结束后，将反应糊涂倒入含有20ml稀碱的饱和氯化钠溶液中，用乙醚萃取3次，合并有机相，用无水氯化钠干燥有机相，过滤后收集过滤液；

5、将过滤液置于旋转蒸发仪中，去除乙醚，得到实验产物肉桂酸。

实验结果分析：

1、生成物检查：收集的产物为白色固体，熔点为132℃，C13H12O2分子式相同，IR谱色带比较明显，符合肉桂酸的结构式；

2、收率计算：实验反应分子量为190.19，理论计算产物包装为0.35mol，实验获得产物为0.29mol，收率为83%。

实验结论：本次实验成功通过化学反应合成了肉桂酸，并对从实验结果得出产物的收率为83%。

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肉桂酸的制备装置图

 肉桂酸的制备实验

一、实验原理

利用珀金（Perkin）反应制备肉桂酸。一般认为脂肪酸钾盐或钠盐为催化剂，提供CH3COO-

负离子，从而使脂肪酸酐生成负碳离子，然后负碳离子和醛或羧酸衍生物（酐和酯）分子中的羰基发生亲核加成，形成中间体。

    在珀金反应中，是碳酸钾夺取乙酐分子中的α－H， 形成乙酸酐负碳离子。实验所用的仪器必须是干燥的。

    主反应：

       副反应：           

     在本实验中，由于乙酸酐易水解，无水醋酸钾易吸潮，反应器必须干燥。提高反应温度可以加快反应速度，但反应温度太高，易引起脱羧和聚合等副反应，所以反应温度控制在150~170℃左右。未反应的苯甲醛通过水蒸气蒸馏法分离。

五、 实验装置图   

（1）合成装置图        

 （2）水蒸气蒸馏图         

 （3）抽滤装置图  

六、思考题

1、本实验利用碳酸钾代替perkin反应中的醋酸钾，使反应时间缩短，那么具有何种结构的醛能进行perkin反应？

     答：醛基与苯环直接相连的芳香醛能发生Perkin反应。

2、用水蒸气蒸馏能除去什么？能不能不用水蒸气蒸馏？如何判断蒸馏终点？

     答：①除去未反应的苯甲醛；

②不行，必须用水蒸气蒸馏，因为混合物中含有大量的焦油状物质，通常的蒸馏、过滤、萃取等方法都不适用；

③当流出液澄清透明不再含有有机物质的油滴时，即可断定水蒸汽蒸馏结束（也可用盛有少量清水的锥形瓶或烧杯来检查是否有油珠存在）。

3、在perkin反应中，醛和具有R2CHCOOCOCHR2结构的酸酐相互作用，能得到不饱和酸吗？为什么？

     答：不能。因为具有(R2CHCO)2O结构的酸酐分子只有一个α-H原子。

4、苯甲醛和丙酸酐在无水丙酸钾存在下，相互作用得到什么产物？

     答：得到α-甲基肉桂酸(即：α-甲基-β-苯基丙烯酸)。

5、制备肉桂酸时，往往出现焦油，它是怎样产生的？又是如何除去的？

答：产生焦油的原因是：在高温时生成的肉桂酸脱羧生成苯乙烯，苯乙烯在此温度下聚合所致，焦油中可溶解其它物质。产生的焦油可用活性炭与反应混合物碱溶液一起加热煮沸，焦油被吸附在活性炭上，经过滤除去。

6、在肉桂酸制备实验中，为什么要缓慢加入固体碳酸钠来调解pH值？

 答：对于酸碱中和反应，若加入碳酸钠的速度过快，易产生大量CO2的气泡，而且不利于准确调节pH值。

7、久置的苯甲醛中有何杂质？如何除去？为什么要除去苯甲醛中的杂质？

答：久置的苯甲醛中含有较多的苯甲酸杂质；采用蒸馏的方法除去；若不先除去，则混在肉桂酸产品中，由于结构相似，不易除去。

8、制备肉桂酸时为何采用水蒸汽蒸馏？

答：因为在反应混合物中含有未反应的苯甲醛油状物，它在常压下蒸馏时易氧化分解，故采用水蒸汽蒸馏，以除去未反应的苯甲醛。

9、在肉桂酸制备实验中，能否在水蒸汽蒸馏前用氢氧化钠代替碳酸钠来中和水溶液？

     答：不能。因为苯甲醛在强碱存在下可发生Cannizzaro反应。

10、用水蒸气蒸馏的物质应具备什么条件？

     答：(1)随水蒸气蒸出的物质应不溶或难溶于水；

         (2)在沸腾下与水长时间共存而不起化学变化；

         (3)在一定大气压下，要有一定的蒸汽压。

11、什么情况下需要采用水蒸汽蒸馏？

    答：下列情况需要采用水蒸气蒸馏：

(1)混合物中含有大量的固体，通常的蒸馏、过滤、萃取等方法都不适用。

(2)混合物中含有焦油状物质，采用通常的蒸馏、萃取等方法都不适用。

     (3)在常压下蒸馏会发生分解的高沸点有机物质。

12、怎样正确进行水蒸汽蒸馏操作？

       答：（1）在进行水蒸气蒸馏之前，应认真检查水蒸气蒸馏装置是否严密。

（2）开始蒸馏时，应将T形管的止水夹打开，当水蒸气发生器里的水沸腾，有大量水蒸气溢出时再旋紧夹子，使水蒸气进入三颈烧瓶中，并调整加热速度，以馏出速度2—3滴/秒为宜。

（3）操作中要随时注意安全管中的水柱是否有异常现象发生，若有，应立即打开夹子，停止加热，找出原因，排除故障后方可继续加热。

附： 1、肉桂酸制备合成方法综述:

              http://wenku.baidu.com/view/dc409efa700abb68a982fb4c.html

2、视频:

肉桂酸的制备

http://v.youku.com/v_show/id_XMTgzMzkwMTE2.html

肉桂酸的制备 如何进行酸化操作

三、实验步骤 1.合成： ① 在100 mL干燥的圆底烧瓶中加入1.5mL (1.575 g,15 mmol) 新蒸馏过的苯甲醛，4 mL (4.32 g，42 mmol) 新蒸馏过的醋酐以及研细的2.2 g无水碳酸钾，2粒沸石，按装置图按好装置。 ② 加热回流（小火加热）40 min，火焰由小到大使溶液刚好回流。（也可将烧瓶置于微波炉中，装上回流装置，在微波输出功率为450W下辐射8min）。 ③ 停止加热，待反应物冷却。 2.后处理： 待反应物冷却后，往瓶内加入20 mL热水，以溶解瓶内固体，同时改装成水蒸气蒸馏装置（半微量装置）。开始水蒸气蒸馏，至无白色液体蒸出为止，将蒸馏瓶冷却至室温，加入10 %NaOH（约10 mL）以保证所有的肉桂酸成钠盐而溶解。待白色晶体溶解后，滤去不溶物，滤液中加入0.2 g活性炭，煮沸5分钟左右，脱色后抽滤，滤出活性炭，冷却至室温，倒入250 mL烧杯中，搅拌下加入浓HCl，酸化至刚果红试纸变兰色pH＝2-3。冷却抽滤得到白色晶体，粗产品置于250 mL烧杯中，用水—乙醇重结晶，先加60 mL水，等大部分固体溶解后，稍冷，加入10 mL无水乙醇，加热至全部固体溶解后，冷却，白色晶体析出，抽滤，产品空气中晾干后，称重。 四、实验装置： 1、回流装置 2、水汽蒸馏装置：（示范组装） 五、实验重点： 1、 了解用珀金（PerKin）反应制备肉桂酸的原理和方法。 2、 掌握回流操作：自下而上自左到右安装装置。冷凝水下进上出。需加沸石。控制回流蒸 气上升高度不超过2个球。 3、 掌握水蒸汽蒸馏操作：水蒸气蒸馏是分离和提纯液态或固态有机物的一种方法。 水蒸气蒸馏应用范围： ⑴某些沸点高的有机物，在常压下蒸馏虽可与副产物分离，但易将其破坏。 ⑵混合物中含有大量树脂状杂质或不挥发性杂质，采用蒸馏。萃取等方法难于分离。 ⑶从较多固体反应物中分离出被吸附的液体。 被提取物应具备条件： ⑴不溶或难溶于水。 ⑵共沸腾下与水不发生化学反应。 ⑶在100℃左右时，必须具有一定蒸气压[至少666.5－1333Pa（5－10mmHg）]。

六、实验注意点

1、 装置注意点： ⑴回流装置要干燥：否则会使酸酐发生水解，使产率降低

⑵安全管高度：为插至接近瓶底，根据其内水面的升降情况，可判断装置是否堵塞。防止倒吸。 ⑶导气管高度：导入蒸气的导气管应插至蒸馏瓶接近瓶底处，以便水蒸气和蒸馏物质充分接触并起搅拌作用。防止飞溅现象。 ⑷T形管：靠近蒸馏瓶一端稍向上倾斜，而靠近水蒸气发生器一端则稍向下倾斜，以便 蒸气在导气管中冷凝成的水能流回水蒸气发生器而不是流入蒸馏瓶中，可避免蒸馏瓶中积水 过多。蒸气的通路尽可能短一些，以免蒸气过多冷凝。T形管支管用来除去水蒸气中冷凝下 来的水。当操作发生不正常情况时（或反应结束时），应先旋开螺旋夹使发生器与大气相通， 再关电炉检查，重新开始时应先加热至沸，有蒸气冲出支管再关紧螺旋夹。 2、 反应物需新蒸：苯甲醛放久了，由于自动氧化生成较多量的苯甲酸，影响反应进行，且 苯甲酸混在产品中不易除净，影响产品质量，故应用新蒸苯甲醛。醋酸放久了，由于吸潮和水解将转变为乙酸，故在实验前应重新蒸馏。 3、 回流温度控制：加热的温度最好用油浴，控温在160—1800C，若用电炉加热，必须使烧 瓶底离开电炉4－5cm，电炉开小些，慢慢加热到回流状态，等于用空气浴进行加热。如果紧挨着电炉，会因温度太高，反应太激烈，结果形成大量树脂状物质，甚至使肉桂酸一无所有，这点是实验的关键。 4、反应现象：刚开始，会因二氧化碳的放出而有大量泡沫产生，这时候加热温度尽量低些，等到二氧化碳大部分出去后，再小心加热到回流态，这时溶液呈浅棕。反应结束的标志是反应时间已到规定时间，有小量固体出现。反应结束后，再加热水，可能会出现整块固体，很不好压碎，干脆不要去压碎它（当然能搞碎是最好的），以免触碎反应瓶。等水汽蒸馏时，温度一高，它会溶解的。 5、除杂时氢氧化钠用量：水汽蒸馏后的残留液用氢氧化钠中和到碱性，使肉桂酸全部变成钠盐溶于水中，并加入热水，使钠盐全部溶解，滤掉不溶物。 6、所用仪器必须是干燥的（包括称取苯甲醛和乙酸酐的量筒）。。因乙酐遇水能水解成乙酸，无水CH3COOK，遇水失去催化作用，影响反应进行。 7、放久了的醋酐易潮解吸水成乙酸，故在实验前必须将乙酐重新蒸馏，否则会影响产率。 8、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。 9、无水醋酸钾，必须是新配制的，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。 10、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冷凝管送出影响产率。 11、在反应温度下长时间加热，肉桂酸脱成苯乙烯，进而生成苯乙烯低聚物。 12、反应物必须趁热倒出，否则易凝成块状。 13、中和时必须使溶液呈碱性，控制pH＝8较合适，不能用NaOH中和，否则会发生坎尼查罗反应。生成的苯甲酸难于分离出去，影响产物的质量。 14、本实验中，反应物苯甲醛和乙酐的反应活性都较小，反应速度慢，必须提高反应温度来加快反应速度。但反应温度又不宜太高，一方面由于乙酐和苯甲醛的沸点分别为140℃和178℃，温度太高会导致反应物的挥发，另外，温度太高，易引起脱羧、聚合等副反应，故反应温度一般控制在150-170℃左右。 15、实验中视具体情况，反应时间可以延长，并用TLC技术进行反应进程跟踪。 保温过程中要注意观察反应混合物的状况，若发现未变色或无固体析出时，可补加少量醋酐

肉桂酸的制备

肉桂酸，化学名称3-苯基-2-丙烯酸，是一种重要的精细化工中间体，广泛应用于医药、香料、塑料和感光材料等产品的生产中，也是新型甜味剂阿斯巴坦的前手性化合物的中间体。

肉桂酸有顺式和反式两种异构体，普通是反式。肉桂酸是无色针状单斜晶体，不溶于冷水，溶于热水、乙醇、乙醚、丙酮和冰醋酸。肉桂酸受热时脱羧基而成苯乙烯，氧化时生成苯甲酸。肉桂酸存在于妥卢香脂、苏合香脂等中。肉桂酸主要用于制酯类，供配制紫丁香型等花香香精和医药等用。

报道一、

在1000mL四口烧瓶中，插入搅拌器，温度计，滴液漏斗和一个与氧气瓶相连的橡胶管。加入片碱20g，水600mL，银/铜催化剂6g，搅拌升温，通入氧气，流速4L/min，控制温度45-50℃。10分钟后开始滴加桂醛60g，流速0.5g/min，滴加完毕后继续通氧气15分钟。滤去滤渣，得到淡溶液，滤渣用水冲洗。将洗液合并滤液，升温至70-80℃，加入盐酸，调节pH至2后，冷却到室温，抽滤，干燥既得到64.5g肉桂酸白色晶体，其熔点为132-133℃，收率为95.8％。

肉桂酸存在有顺式和反式两种异构体。反式异构体可用作食品香料，除从天然原料(苏合香)提取之外，还可按下法制备;1.从苯甲醛、无水醋酸钠和醋酸酐在吡啶存在下起柏琴反应。2.从苯甲醛和醋酸乙酯起克苯生缩合反应。3.从苯甲醛和乙酰氯反应。4.从苄叉丙酮以次氯酸钠氧化。制作方法(1)的如下：将32.5千克无水碳酸钾，25千克乙酸加入反应锅，慢慢加热至120℃，待二氧化碳气体减少时，滴加100千克苯甲醛和100千克醋酐。在搅拌下，加热至150～160℃，控制分馏柱塔顶温度在120℃左右，待乙酸蒸出约45千克时，再滴加醋酐75千克，当不再有乙酸蒸出时，将反应温度提高至180℃。蒸出过量的醋酐，约3h结束。加10%氢氧化钠中和至pH=9。通入蒸汽除去少量的苯甲醛放置过夜。用10%盐酸酸化，此时即有白色沉淀析出，至pH=5，用离心机甩滤、洗涤，然后将桂酸置100～110℃烘房内鼓风干燥，得肉桂酸成品。

肉桂酸用途广泛，常被用作食品保鲜剂、食品添加剂、有机合成中间体等。其一种合成原理如下： 【实验步骤

关于肉桂酸的制备流程和注意事项？

仪器药品

空气冷凝管、温度计、电热套、三口瓶、水汽发生器、直形冷凝管、尾接管、锥形瓶、

烧杯、布氏漏斗、抽滤瓶、热水漏斗、刚果红试剂等

苯甲醛

11mL（新蒸）、

30%乙醇

无水碳酸钾

6g、碳酸钠

15g、醋酸酐

14mL（新蒸）、活性炭、浓盐酸

实验步骤

在装有空气冷凝管及温度计的三颈烧瓶中，加入新熔融过并研细的

6g无水醋酸钾粉

末，14mL（15g，0.15mol）新蒸馏过的醋酐，11mL（11g，0.1mol）新蒸馏过的苯甲

醛然后在

135~174℃油浴上回流

1.5小时左右

反应结束移去热源，冷却至

80~100℃，转移至

250mL长颈圆底烧瓶中。以少量热水冲

洗反应瓶数次，合并转移至圆底烧瓶中。再加入

100mL水及固体碳酸钠[注

6]10~15g，使溶液

呈碱性。加热蒸馏

馏出液为带有油珠的乳浊液，蒸馏至馏出液无油珠为止。

于圆底烧瓶内的残留液中加入少量活性炭，将装置改为回流装置，煮沸数分钟进行脱色。

趁热抽滤，滤液小心地用浓盐酸酸化直至用刚果红试纸检验呈酸性。冷却，待结晶全部析出

后再进行抽滤，并以少量冷水洗涤沉淀。抽干后的粗产品在

80℃左右的烘箱中烘干，产率

为

40~50%。

肉桂酸可用热水或

3∶1的稀酒精重结晶。纯肉桂酸的熔点为

131~132℃

实验室制备肉桂酸的化学方程式为： 副反应： 药品物理常数 主要实验装置和步骤如下： (I) 合成：向装

肉桂酸的制备实验中，为什么可用碳酸钾代替醋酸钾

实验利用Perkin反应,将芳醛和一种羧酸酐混合后,在相应羧酸盐存在下加热,发生羟醛缩合反应,再脱水生成目标产物肉桂酸.

相应的羧酸盐应为乙酸钠,但本实验用碳酸钾代替乙酸钠,可以缩短反应时间.

碳酸钾和醋酸钾均为弱酸强碱盐,它们对反应的催化作用是相同的,都是先与醋酸酐作用,使其失去H+,醋酸酐以负离子的形式与苯甲醛发生亲核加成反应.然而由于反应时间的缩短和产率的提高以及碳酸钾的价格比醋酸钾更为低廉,使得改进后的肉桂酸合成具有更广泛的应用.

不能用碳酸钠,因为碳酸钠的吸水性不如碳酸钾强,实验中需要及时吸收生成的水.

肉桂酸的制备实验失败的原因

肉桂酸的制备实验失败的原因：因为中和时必须使溶液呈碱性，控制pH＝8较合适，因为氢氧化钠的碱性太强，且加入的量不易控制，且易会发生坎尼查罗反应。加入过量的氢氧化钠会使肉桂酸与之中和形成可溶于水的肉桂酸钠，从而不能使肉桂酸固体析出。

将蒸馏瓶冷却，加入10%氢氧化钠溶液20mL，使生成的肉桂酸形成钠盐而溶解。待滤液冷却至室温后，在搅拌下（用浓盐酸酸化至溶液呈酸性。）冷却，抽滤，用少量冷水洗涤沉淀，干燥，得肉桂酸粗品。

下游产品

肉桂醇——>苯乙醛——>兔耳草醛——>甲位戊基桂醛——>多西他赛——>肉桂酸——>肉桂酸乙酯——>3-氯苯并（B）噻吩-2-羰基氯——>3-氯苯并呋喃-2-羧肼——>3-氯苯并噻吩-2-羧酸甲酯——>拉西地平——>桂酸桂酯。

3-氯苯并（B）噻吩-2-羧酸——>3-氯苯并ób］噻酚-2-羰酰氯——>肉桂酸苄酯——>3-苯基-2-丙烯酸-2-丙烯基酯——>4-乙烯基-2-甲氧基苯酚——>氢化肉桂酸内酯——>肉桂酸甲酯。

以上内容参考：百度百科-肉桂酸

苯甲醛和乙醇为原料制备肉桂酸合成路线？

合成路线：

1） 先将乙醇氧化成乙醛：

CH3CH2OH +PCC = CH3CHO

2） 苯甲醛与乙醛在稀碱条件下缩合得肉桂醛：

C6H5CHO + CH3CHO = C6H5CH=CHCHO

3) 氧化得：C6H5CH=CHCOOH.